È quasi inevitabile che la parola evochi un’associazione negativa. Se sei stato su un aereo, hai dovuto affrontare la spiacevole sensazione di passare attraverso una zona di turbolenza. Ma lo sapevi che per molti scienziati questo fenomeno è uno dei problemi fisici più importanti che non sono stati risolti?

Diverse pubblicazioni fanno riferimento a un particolare incarico attribuito a diversi scienziati, tra cui il fisico quantistico tedesco Werner Heisenberg e il matematico britannico Horace Lamb. Sebbene la sua origine sia sconosciuta con certezza, riflette chiaramente la complessità che nasconde la turbolenza.

“Quando incontro Dio, gli farò due domande: perché la relatività è così complessa e come viene spiegata la turbolenza. Dio avrà una risposta per la prima“.

Complesso e importante

Caos. Questa è la parola che può essere usata per descrivere il fenomeno. La turbolenza è il movimento disordinato di un fluido, le sue molecole non seguono traiettorie parallele, ma formano turbini. Può anche essere definito come uno stato di agitazione. “È il tipo di fluido più comune, più importante e più complicato in circolazione“, ha dichiarato l’ingegnere aeronautico britannico Peter Bradshaw, in un libro che ha scritto sull’argomento nel 1971.

Decenni dopo, non ci sono molte più informazioni di quelle di allora, e molti scienziati sono ancora d’accordo con Bradshaw. “È presente in una serie di eventi naturali e antropici, dalle correnti oceaniche e atmosferiche a quelle che scorrono in un radiatore“, dicono in un articolo pubblicato sulla rivista Physics Today Alexander Smith, professore di ingegneria aerospaziale all’Università di Princeton, negli Stati Uniti, e Ivan Marusic, professore di ingegneria meccanica all’Università di Melbourne, in Australia. “Ha effetti sul clima, sui livelli di inquinamento, sui cambiamenti climatici e sulla progettazione di dispositivi di propulsione, turbine a energia eolica, cuori artificiali e sistemi di irrigazione“, affermano gli specialisti.

Imprevedibile

L’effetto che si forma attorno al pilastro di un ponte che attraversa un fiume con una forte corrente è un perfetto esempio di turbolenza. Le molecole nell’acqua inizieranno a colpire il pilastro e, a loro volta, contro se stesse. Viene quindi prodotta una serie di movimenti con una varietà di direzioni e velocità.

L’energia generata in un caso come quello causa cambiamenti imprevedibili e questa caratteristica ostacola la comprensione di questo fenomeno fisico. “L’analisi dei movimenti che non possono essere previsti e l’interazione di un numero infinito di particelle è molto difficile da modellare. Anche le più moderne risorse tecnologiche non sono state in grado di risolvere i misteri della turbolenza“, sottolinea Alasdair Wilkins.

Gli anni passano e i segreti di questo fenomeno fisico continuano ad affascinare gli scienziati. Saranno in grado di decifrarli? O dovranno chiedere a Dio?