The law of conservation of mass - Todd Ramsey

La legge della conservazione della massa - Todd Ramsey

Traduttore: Revisore: Giulio Calza

Where does all this stuff come from?

Da dove vengono tutte queste cose?

This rock?

Questa roccia?

That cow?

Quella mucca?

Your heart?

Il vostro cuore?

Not the things themselves, mind you, but what they're made of:

Non le cose in sé, intendiamoci, ma ciò di cui sono fatte:

the atoms that are the fabric of all things.

gli atomi che sono la struttura di tutto.

To answer that question, we look to the law of conservation of mass.

Per rispondere, ci rivolgiamo alla legge della conservazione della massa

This law says take an isolated system

Questa legge dice: prendiamo un sistema isolato

defined by a boundary that matter and energy cannot cross.

racchiuso in confini che materia ed energia non possono attraversare.

Inside this system, mass, a.k.a. matter and energy,

Nel sistema, la massa, ovvero materia ed energia,

can neither be created nor destroyed.

non può essere né creata né distrutta.

The universe, to the best of our knowledge,

L'universo, per quello che ne sappiamo,

is an isolated system.

è un sistema isolato.

But before we get to that, let's look at a much smaller and simpler one.

Ma prima di parlare di questo, osserviamone uno più piccolo e semplice.

Here we have six carbon atoms, 12 hydrogen atoms,

Qui abbiamo 6 atomi di carbonio; 12 atomi di idrogeno,

and 18 oxygen atoms.

e 18 atomi di ossigeno.

With a little energy, our molecules can really get moving.

Con un po' di energia, queste molecole possono iniziare a muoversi.

These atoms can bond together to form familiar molecules.

Questi atomi possono unirsi per formare molecole ben note.

Here's water,

Questa è l'acqua,

and here's carbon dioxide.

e questa è l'anidride carbonica.

We can't create or destroy mass.

Non possiamo creare o distruggere la massa.

We're stuck with what we've got, so what can we do?

Dobbiamo tenerci ciò che abbiamo, quindi cosa possiamo fare?

Ah, they have a mind of their own.

Ah, agiscono di proprio conto.

Let's see. They've formed more carbon dioxide and water, six of each.

Vediamo. Hanno formato più anidride carbonica e acqua, sei di ognuna.

Add a little energy, and we can get them to reshuffle themselves to a simple sugar,

Aggiungiamo un po' di energia e possiamo farli assemblare in uno zucchero semplice,

and some oxygen gas.

e un po' di ossigeno a gassoso.

Our atoms are all accounted for: 6 carbon, 12 hydrogen, and 18 oxygen.

Gli atomi ci sono tutti: 6 di carbonio, 12 di idrogeno e 18 di ossigeno.

The energy we applied is now stored in the bonds between atoms.

L'energia applicata è ora immagazzinata nei legami che uniscono gli atomi.

We can rerelease that energy

Possiamo rilasciare quell'energia

by breaking that sugar back into water and carbon dioxide,

rompendo quello zucchero in acqua e anidride carbonica,

and still, same atoms.

e abbiamo ancora gli stessi atomi.

Let's put a few of our atoms aside and try something a little more explosive.

Mettiamo da parte alcuni atomi e proviamo qualcosa di più esplosivo.

This here is methane, most commonly associated with cow flatulence,

Questo è il metano, di solito associato con la flatulenza delle mucche,

but also used for rocket fuel.

ma usato anche come combustibile per razzi.

If we add some oxygen and a little bit of energy,

Se aggiungiamo dell'ossigeno e un po' di energia,

like you might get from a lit match,

per esempio con un fiammifero acceso,

it combusts into carbon dioxide, water and even more energy.

brucia in anidride carbonica, acqua e ancora più energia.

Notice our methane started with four hydrogen,

Notate che il metano partiva da quattro atomi di idrogeno,

and at the end we still have four hydrogen captured in two water molecules.

e ora abbiamo ancora 4 atomi di idrogeno intrappolati in due molecole di acqua.

For a grand finale, here's propane, another combustible gas.

Come gran finale, questo è il propano, un altro gas combustibile.

We add oxygen, light it up, and boom.

Aggiungiamo ossigeno, lo accendiamo e boom.

More water and carbon dioxide.

Ancora più acqua e anidride carbonica.

This time we get three CO2s

Questa volta otteniamo 3 CO2

because the propane molecule started with three carbon atoms,

perché la molecola di propano partiva da tre atomi di carbonio,

and they have nowhere else to go.

e non sanno dove altro andare.

There are many other reactions we can model with this small set of atoms,

Ci sono molte altre reazioni

che possiamo mostrare con questi pochi atomi,

and the law of conservation of mass always holds true.

e la legge della conservazione della massa risulta sempre verificata.

Whatever matter and energy go into a chemical reaction

Qualsiasi materia ed energia che entrano in una reazione chimica

are present and accounted for when it's complete.

sono presenti e contate quando è completata.

So if mass can't be created or destroyed,

Quindi se la massa non può essere creata o distrutta,

where did these atoms come from in the first place?

da dove derivano questi atomi originariamente?

Let's turn back the clock and see.

Portiamo indietro l'orologio e vediamo.

Further, further, further, too far.

Di più, di più, di più, troppo.

Okay, there it is.

Ok, ecco qui.

The Big Bang.

Il Big Bang.

Our hydrogen formed from a high-energy soup of particles

L'idrogeno si è formato da un brodo di particelle altamente energetiche

in the three minutes that followed the birth of our universe.

nei tre minuti che seguirono la nascita dell'universo.

Eventually, clusters of atoms accumulated and formed stars.

Ad un certo punto, ammassi di atomi si accumularono a formare le stelle.

Within these stars, nuclear reactions fused light elements,

Nelle stelle, le reazioni nucleari fusero elementi leggeri,

such as hydrogen and helium,

come idrogeno ed elio,

to form heavier elements, such as carbon and oxygen.

per formare elementi più pesanti, come carbonio e ossigeno.

At first glance, these reactions may look like they're breaking the law

A prima vista, queste reazioni sembrano violare la legge

because they release an astounding amount of energy,

perché rilasciano una sorprendente quantità di energia,

seemingly out of nowhere.

che apparentemente salta fuori dal nulla.

However, thanks to Einstein's famous equation,

In ogni caso, grazie alla famosa equazione di Einstein,

we know that energy is equivalent to mass.

sappiamo che l'energia è equivalente alla massa.

It turns out that the total mass of the starting atoms

Viene fuori che la massa totale degli atomi iniziali

is very slightly more than the mass of the products,

è leggermente maggiore della massa dei prodotti,

and that loss of mass perfectly corresponds to the gain in energy,

e che la perdita di massa corrisponde perfettamente all'aumento di energia

which radiates out from the star as light, heat and energetic particles.

che viene emessa dalle stelle sotto forma di luce, calore e particelle energetiche.

Eventually, this star went supernova

Ad un certo punto, quella stella divenne una supernova

and scattered its elements across space.

e sparse i suoi elementi nello spazio.

Long story short, they found each other and atoms from other supernovas,

Per farla breve, si sono ritrovati e hanno trovato atomi di altre supernove,

formed the Earth,

hanno dato vita alla Terra,

and 4.6 billion years later got scooped up to play their parts

e 4,6 miliardi di anni dopo

sono stati raccolti per svolgere il loro ruolo

in our little isolated system.

nel nostro piccolo sistema isolato.

But they're not nearly as interesting as the atoms that came together to form you,

Ma questi non sono interessanti quanto gli atomi uniti per formare voi,

or that cow,

o quella mucca,

or this rock.

o questa roccia.

And that is why, as Carl Sagan famously told us,

E questo è perché, come notoriamente disse Carl Sagan,

we are all made of star stuff.

"Siamo tutti polvere di stelle".