La dieta di Central City

Flash sarà anche in grado di correre sull’acqua ed afferrare un proiettile in volo, ma c’è una questione più stringente che ci assilla: con quale frequenza ha bisogno di nutrirsi? 

La risposta è breve: SPESSISSIMO!

Un quesito elementare che ci potremmo porre è il seguente: perchè ha bisogno di mangiare? Che cosa contiene il cibo di essenziale per qualsiasi attività che sia correre, camminare e perfino stare seduti immobili? E perchè otteniamo queste qualità soltanto da materia organica e non da rocce, metalli o plastica?

Flash mangia per lo stesso motivo per cui lo facciamo tutti noi: per ottenere le materie utili alla crescita ed alla rigenerazione cellulare, nonchè per procacciarsi l’energia necessaria al funzionamento metabolico. Alla nascita il nostro organismo contiene una certa quantità di atomi insufficiente per rispondere a tutte le esigenze di crescita che si presentano nel corso della vita. A mano a mano che cresciamo ed invecchiamo, abbiamo bisogno di più atomi, in genere sotto forma di molecole complesse che il nostro corpo scompone e trasforma nei mattoncini necessari per il ricambio cellulare e la crescita.

Tutti gli atomi dell’universo, compresi quelli che ingeriamo, furono sintetizzati tramite reazioni nucleari in una stella ormai morta da lungo tempo, dove gli atomi di idrogeno andarono a comprimersi fino a formare atomi di elio, che si fusero in carbonio etc.

Per tutti noi gli alimenti che mangiamo devono essere stati precedentemente vivi. Solo questo genere di cibo è in grado di fornirci un elemento aggiuntivo necessario, misterioso quanto è ordinario il suo nome: energia.

L’uso della parola “energia” è così comune che è snervante rendersi conto di quanto sia difficile definirla senza ricorrere alla definizione di “energia” e di “lavoro”. In base alla definizione non matematica più semplice l’energia è la misura della capacità di generare movimento.

Se un oggetto è già in movimento, diciamo che possiede “energia cinetica” ed è in grado di generare movimento nel caso in cui collida con qualcos’altro. Un oggetto può possedere energia anche se non si sta muovendo, come nel caso in cui sia tirato da una forza esterna ( la gravità per esempio)e tuttavia gli è impedito di accelerare. Non appena l’oggetto  sarà lasciato andare e si muove, si dice che possiede l'”energia potenziale”.

Tutta l’energia è cinetica o potenziale, nonostante sia possibile, a seconda delle circostanze,che una massa abbia energia sia cinetica che potenziale.

Vi ricordate la caduta dal ponte  di Gwen Stacy in Spiderman?

Gli appassionati di fumetti discutono da tempo sulla morte di Gwen Stacy, la fidanzata di Peter. Goblin rapisce la ragazza di Parker e la porta in cima al ponte George Washington, usandola come esca per attirare l’Uomo ragno fino allo scontro. A un certo punto, durante la lotta, Goblin butta Gwen dal ponte.

In cima al ponte Gwen ha molta energia potenziale,dato che la gravità può agire su di lei da una grande distanza. Il moto della ragazza è impedito dal ponte che la sorregge. Quando Gwen viene scaraventata giù dalla cima, questo impedimento cessa di esistere e la forza che agiva su di lei ( la gravità) dà il via alla sua accelerazione. Mentre precipita, l’altezza da cui continua a cadere si accorcia, il che si traduce in una diminuzione della sua energia potenziale. Tale energia non sta scomparendo: piuttosto, man mano che Gwen acquista velocità durante la caduta, la grande quantità di energia potenziale che aveva sul ponte si trasforma in una quantità sempre crescente di energia cinetica. In ogni istante della caduta l’energia cinetica acquisita è esattamente pari per quantità all’energia potenziale persa ( senza tenere conto dell’energia spesa per vincere la resistenza dell’aria). Nell’attimo in cui Gwen avesse colpito l’acqua sottostante, la sua energia potenziale sarebbe stata nulla , mentre l’energia cinetica sarebbe stata massima. L’energia cinetica si sarebbe poi trasferita all’acqua,che avrebbe fornito una forza tale da azzerare l’alta velocità della ragazza, con gli stessi terribili risultati avuti quando viene afferrata dalla ragnatela dell’Uomo Ragno.

Questa considerazione su quanta energia potenziale e quanta cinetica sottende ad una delle idee più profonde di tutta la fisica:

L’energia non si crea e non si distrugge,si può solo trasformare da una forma all’altra.

«C’è un fatto, o se volete, una legge, che governa i fenomeni naturali sinora noti. Non ci sono eccezioni a questa legge, per quanto ne sappiamo è esatta. La legge si chiama “conservazione dell’energia”, ed è veramente una idea molto astratta, perché è un principio matematico: dice che c’è una grandezza numerica, che non cambia qualsiasi cosa accada. Non descrive un meccanismo, o qualcosa di concreto: è solo un fatto un po’ strano: possiamo calcolare un certo numero, e quando finiamo di osservare la natura che esegue i suoi giochi, e ricalcoliamo il numero, troviamo che non è cambiato…»

(La fisica di Feynman, Vol. I, Richard Feynman)

Tornando alle abitudini alimentari di Flash, se l’energia cinetica Ec che si esprime matematicamente come Ec =(1/2)mv²,allora il suo fabbisogno calorico aumenterà in proporzione al quadrato della velocità di corsa.Se corre due volte più veloce,la sua energia cinetica aumenterà di quattro volte,dunque avrà bisogno di mangiare il quadruplo per raggiungere questa velocità. Nel fumetto viene descritto come un tipo piuttosto snello, di circa 70 kg, per cui correndo all’1 per cento della velocità della luce ,Flash avrebbe una velocità v= 3 milioni metri/secondo. In questo caso la sua energia cinetica Ec è (1/2) x (70 kg) x (3000000 m/s)  = 75 trilioni di calorie.

La domanda che ci porremo ora è perchè un hamburger, o qualsiasi altro elemento, sia in grado di fornire energia a Flash.

L’energia che Flash acquisisce mangiando non è dovuta all’energia cinetica degli atomi che si agitano nel cibo ingerito ( un pasto caldo ha lo stesso numero di calorie di uno freddo), ma all’energia potenziale racchiusa nei legami chimici degli alimenti. Visto che l’energia non può essere creata nè creata nè distrutta, ma solo convertita da una forma all’altra, vediamo di capire da dove viene l’energia potenziale immagazzinata in un hamburger.

Finalmente siamo in grado di spiegare perchè Flash ha bisogno di mangiare o meglio, perchè il cibo gli fornisce l’energia di cui ha bisogno per mantenere l’energia cinetica.

Quando Flash corre, consuma energia a livello cellulare per estendere e contrarre i muscoli delle gambe.L’energia cellulare a sua volta, deriva da quanto ha mangiato Barry Allen. Ma da dove spunta l’energia contenuta nel cibo? Dalle piante,consumate direttamente o attraverso una fase di trasformazione intermedia ( come nel caso della carne animale). L’energia conservata nel cibo non è altro che l’energia potenziale su scala molecolare.Le piante prendono numerosi “mattoncini” molecolari più piccoli e li trasformano, accatastandoli fino a formare una “torre di mattoncini” subcellulari. Una volta costruita, questa torre molecolare di zuccheri complessi è piuttosto stabile. Il processo attraverso cui un gruppo di mattoncini viene sollevato e organizzato fino a realizzare  una torre aumenta l’energia potenziale dei mattoncini. Analogamente, le piante svolgono del lavoro mentre costruiscono questi zuccheri partendo da molecole più semplici, aumentando l’energia potenziale della molecola sintetizzata alla fine del processo. L’energia potenziale rimane racchiusa negli zuccheri finchè i mitocondri all’interno delle nostre cellule non formano adenosintrifosfato o ATP, demolendo la torre di zuccheri trasforma l’energia potenziale in energia cinetica.

Da che cosa traggono energia le cellule della pianta?

Attraverso un processo chiamato “fotosintesi” mediante il quale l’energia della luce solare viene assorbita dalla cellula della pianta ed impiegata nella costruzione degli zuccheri complessi.La luce arriva dal Sole, dove viene generata come prodotto secondario del processo di fusione nucleare, in cui i nuclei di idrogeno sono sintetizzati tramite la pressione gravitazionale per creare nuclei di elio.

In definitiva, tutta l’energia presente sulla Terra è in origine energia solare così come tutti gli atomi sulla Terra, dalle molecole di ATP presenti in tutto il corpo di Flash, fino all’anello in cui ripone il suo costume, hanno avuto origine in una “fornace solare”!

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