La vita viola la legge di conservazione della massa?
Salve a tutti,
Lo ammetto, il titolo è un po' clickbait, però la domanda che mi è balzata in mente, leggermente po' più specifica, si può rileggere anche in quel modo.
Un paio di mesi fa ho piantato dei semi di carote in dei vasi sul balcone, che sono sbocciati in delle rigogliose piantine sotto ognuna delle quali c'è (spero) un'altrettanto rigogliosa carota.
Guardandole mi sono chiesto: se avessi pesato i vasi appena dopo aver seminato, e se li pesassi adesso i due risultati quanto sarebbero diversi?
La prima sostanziosa differenza di massa, ancor prima di quella tra seme e pianta, sarebbe quella dovuta alla quantità di acqua presente nella terra del vaso. Il problema suppongo sia facilmente aggirabile misurando con un igrometro la percentuale di acqua presente nel terreno.
Detto ciò, a parità di acqua presente nella terra, posso ragionevolmente supporre che il vaso con la pianta intera pesi di più di quello con il seme. La domanda che mi pongo io è: da un punto di vista fisico, cosa è avvenuto tra lo stato vaso con il seme e lo stato vaso con la pianta? Perché la massa è diversa tra i due stati?
Ovviamente sono avvenuti scambi di energia con l'ambiente (fotosintesi? Resipirazione cellulare?), ma a livello fisico cosa è successo? E perché ha condotto ad un aumento di massa?
Lo ammetto, il titolo è un po' clickbait, però la domanda che mi è balzata in mente, leggermente po' più specifica, si può rileggere anche in quel modo.
Un paio di mesi fa ho piantato dei semi di carote in dei vasi sul balcone, che sono sbocciati in delle rigogliose piantine sotto ognuna delle quali c'è (spero) un'altrettanto rigogliosa carota.
Guardandole mi sono chiesto: se avessi pesato i vasi appena dopo aver seminato, e se li pesassi adesso i due risultati quanto sarebbero diversi?
La prima sostanziosa differenza di massa, ancor prima di quella tra seme e pianta, sarebbe quella dovuta alla quantità di acqua presente nella terra del vaso. Il problema suppongo sia facilmente aggirabile misurando con un igrometro la percentuale di acqua presente nel terreno.
Detto ciò, a parità di acqua presente nella terra, posso ragionevolmente supporre che il vaso con la pianta intera pesi di più di quello con il seme. La domanda che mi pongo io è: da un punto di vista fisico, cosa è avvenuto tra lo stato vaso con il seme e lo stato vaso con la pianta? Perché la massa è diversa tra i due stati?
Ovviamente sono avvenuti scambi di energia con l'ambiente (fotosintesi? Resipirazione cellulare?), ma a livello fisico cosa è successo? E perché ha condotto ad un aumento di massa?
Risposte
Penso tu ti sia risposto da solo nelle ultime due righe. Oltre all'acqua nel vaso c'è anche quella che è stata assorbita dalla pianta, ci sono i nutrienti presi dal terreno e, cosa importante, la luce. Il processo di fotosintesi è una reazione chimica in cui molecole di acqua, anidride carbonica e luce formano glucosio ed ossigeno. Senza la luce non avviene niente. Se vuoi una risposta più stigmatizzata, lo snodo sta nel fatto che massa ed energia non si conservano separatamente, infatti $E=m c^2$
Una pianta che cresce in un vaso non è un sistema isolato. La vita non viola la conservazione della massa. Non mischiamo concetti diversi. I bambini diventano adulti.
Diciamola meglio : $E^2 = (mc^2)^2 + (pc)^2$
in maniera che valga anche per particelle prive di massa. La massa, in relatività, è invariante. In dinamica relativistica si mostra l'invarianza del 4-impulso, di cui energia e quantità di moto sono componenti.
"Nikikinki":
.....massa ed energia non si conservano separatamente, infatti $ E=m c^2 $
Diciamola meglio : $E^2 = (mc^2)^2 + (pc)^2$
in maniera che valga anche per particelle prive di massa. La massa, in relatività, è invariante. In dinamica relativistica si mostra l'invarianza del 4-impulso, di cui energia e quantità di moto sono componenti.
Anzitutto grazie a entrambi delle risposte.
Come avevo specificato nel primo messaggio, la domanda del titolo era molto provocatoria... Non ho mai assunto che la pianta fosse un sistema isolato e non metto in dubbio che gli scambi di energia con l'ambiente, con la conseguente crescita della pianta, abbiano cambiato la massa totale nel pieno rispetto della conservazione della massa/energia. Avevo immaginato che il buon Albert potesse mettere una pezza a questo "problema" della massa del vaso, ma la mia domanda (quella vera, non quella provocatoria
) resta ancora lì:
Qualitativamente è chiaro: tra lo stato iniziale e lo stato finale sono avvenuti continui scambi di energia vaso-ambiente che hanno portato ad un aumento della massa del vaso a "scapito" dell'energia fornita dall'ambiente. Ma quantitativamente qualcuno si è mai preso il disturbo di fare un bilancio energetico, alla luce di tutti i processi conosciuti in gioco (vedi fotosintesi e annessi), per vedere se i conti tornano?
Io ho cercato un po' in giro per il web, ma non ho trovato nulla di pertinente
. Tra l'altro mi domandavo anche se un lavoro del genere sia qualcosa che si fa in qualche branca di frontiera della biofisica oppure se sia la cosa più stupida ed elementare che si fa alla triennale in biologia.
Se qualcuno né sa qualcosa in più non esiti a farsi avanti e a illuminarci
Come avevo specificato nel primo messaggio, la domanda del titolo era molto provocatoria... Non ho mai assunto che la pianta fosse un sistema isolato e non metto in dubbio che gli scambi di energia con l'ambiente, con la conseguente crescita della pianta, abbiano cambiato la massa totale nel pieno rispetto della conservazione della massa/energia. Avevo immaginato che il buon Albert potesse mettere una pezza a questo "problema" della massa del vaso, ma la mia domanda (quella vera, non quella provocatoria
) resta ancora lì: "singularity":
da un punto di vista fisico, cosa è avvenuto tra lo stato vaso con il seme e lo stato vaso con la pianta? Perché la massa è diversa tra i due stati?
Qualitativamente è chiaro: tra lo stato iniziale e lo stato finale sono avvenuti continui scambi di energia vaso-ambiente che hanno portato ad un aumento della massa del vaso a "scapito" dell'energia fornita dall'ambiente. Ma quantitativamente qualcuno si è mai preso il disturbo di fare un bilancio energetico, alla luce di tutti i processi conosciuti in gioco (vedi fotosintesi e annessi), per vedere se i conti tornano?
Io ho cercato un po' in giro per il web, ma non ho trovato nulla di pertinente
. Tra l'altro mi domandavo anche se un lavoro del genere sia qualcosa che si fa in qualche branca di frontiera della biofisica oppure se sia la cosa più stupida ed elementare che si fa alla triennale in biologia.Se qualcuno né sa qualcosa in più non esiti a farsi avanti e a illuminarci
"singularity":
Ma quantitativamente qualcuno si è mai preso il disturbo di fare un bilancio energetico, alla luce di tutti i processi conosciuti in gioco (vedi fotosintesi e annessi), per vedere se i conti tornano?
Ma mi spieghi cosa ti ha instillato il sospetto che "i conti non tornino"?
Perchè mai non dovrebbero tornare? Non sono delle normali - si fa per dire!! - reazioni chimiche?
Ti ho già scritto cosa è avvenuto, come anche l'altro utente. Se preferisci ti scrivo la reazione della fotosintesi
$6H_2O + 6CO_2 + LUCE \rightarrow C_6H_(12)O_6 + 6O_2$
L'organismo utilizza il glucosio per dare energia al processo di divisione cellulare e quindi si accresce. Ovviamente il bilancio deve tornare anche se non è certo facile tener conto di tutto ciò che avviene nell'organismo (nell'ambiente circostante già più facile, magari costruendo una stanza apposita con parametri controllati). Siamo fortunati che l'ossigeno sia uno scarto per le piante...buon per noi
$6H_2O + 6CO_2 + LUCE \rightarrow C_6H_(12)O_6 + 6O_2$
L'organismo utilizza il glucosio per dare energia al processo di divisione cellulare e quindi si accresce. Ovviamente il bilancio deve tornare anche se non è certo facile tener conto di tutto ciò che avviene nell'organismo (nell'ambiente circostante già più facile, magari costruendo una stanza apposita con parametri controllati). Siamo fortunati che l'ossigeno sia uno scarto per le piante...buon per noi
"mgrau":
Ma mi spieghi cosa ti ha instillato il sospetto che "i conti non tornino"?
Perchè mai non dovrebbero tornare? Non sono delle normali - si fa per dire!! - reazioni chimiche?
Che male c'è? Magari facendo per bene i conti si scopre che il bilancio energetico non torna, e , pur di mantenere valido il principio di conservazione dell'energia, si scopre qualcosa di assolutamente nuovo e incredibile sul meccanismo delle piante
. Oppure si scopre che i conti tornano e allora sarà "solamente" un'altra conferma del suddetto principio. La cosa che mi ha instillato il sospetto è stata proprio la presenza della "vita" nei processi, che potrebbe rendere le reazioni chimiche un po' meno "normali".
[ot]Mi ha sempre affascinato l'idea di poter formalizzare il concetto di vita, che è un concetto per niente scontato. Da qualche parte lessi che una delle definizioni date di "essere vivente" è quella di un'entità che tende a diminuire l'entropia dell'ambiente circostante anziché aumentarla...[/ot]
@Nikikinki
Grazie dell'ulteriore risposta. Sono (abbastanza) sicuro che alla fine il bilancio debba tornare, ma sono ancora più sicuro che sia un lavoraccio cercare di tenere conto di tutti i processi in gioco, per questo mi chiedevo se magari qualche team di fisici/biologi/biofisici si fosse già cimentato nell'impresa.
@singularity Mi sembra che la tua posizione tenda a "esorcizzare" il miracolo della vita, relegandolo per così dire nel campo dei "miracoli" propriamente detti, ossia fenomeni che violerebbero le normali leggi di natura.
Che mi pare sia anche la molla che muove i sempre più frequenti negatori dell'evoluzionismo.
Io direi che si fa molto più onore alla meraviglia della vita supponendo che invece non ci sia proprio niente di soprannaturale, ma tutto avvenga nella più assoluta normalità.
Che mi pare sia anche la molla che muove i sempre più frequenti negatori dell'evoluzionismo.
Io direi che si fa molto più onore alla meraviglia della vita supponendo che invece non ci sia proprio niente di soprannaturale, ma tutto avvenga nella più assoluta normalità.
@mgrau
La tua interpretazione però non rispecchia per niente il mio pensiero. Lungi da me tirare in ballo miracoli ed esorcismi, la fisica è fatta di misure senza le quali tutto ciò che si può fare sono chiacchiere (quello che stiamo facendo adesso).
[ot]Quello che sto cercando di esprimere non è che la vita viola le leggi della natura, ma semplicemente che potrebbero esserci delle leggi che la vita segue e di cui noi potremmo non essere per niente a conoscenza. E la fisica potrebbe aiutarci a comprenderle. Non vedo perché, una volta definito rigorosamente cosa è un essere vivente, non debba essere possibile costruirci sopra qualche teoria fisica che ne predica il comportamento e l'evoluzione come si fa per un qualsiasi tipo di sistema fisico. Ovviamente è facile dire "definire rigorosamente" un essere vivente, da qui a farlo...[/ot]
Comuuuunque, aldilà delle divagazioni la mia domanda resta sempre la stessa: qualcuno conosce articoli o paper in cui viene fatto il bilancio energia/massa di una pianta tra due stati della sua crescita?
sto pensando di cambiare il titolo... Effettivamente attira un sacco di persone, però poi sembra che tutti si concentrino solo su quello allontanandosi dalla sostanza del thread. Effetto clickbait? Forse...
La tua interpretazione però non rispecchia per niente il mio pensiero. Lungi da me tirare in ballo miracoli ed esorcismi, la fisica è fatta di misure senza le quali tutto ciò che si può fare sono chiacchiere (quello che stiamo facendo adesso).
[ot]Quello che sto cercando di esprimere non è che la vita viola le leggi della natura, ma semplicemente che potrebbero esserci delle leggi che la vita segue e di cui noi potremmo non essere per niente a conoscenza. E la fisica potrebbe aiutarci a comprenderle. Non vedo perché, una volta definito rigorosamente cosa è un essere vivente, non debba essere possibile costruirci sopra qualche teoria fisica che ne predica il comportamento e l'evoluzione come si fa per un qualsiasi tipo di sistema fisico. Ovviamente è facile dire "definire rigorosamente" un essere vivente, da qui a farlo...
[/ot]Comuuuunque, aldilà delle divagazioni la mia domanda resta sempre la stessa: qualcuno conosce articoli o paper in cui viene fatto il bilancio energia/massa di una pianta tra due stati della sua crescita?
sto pensando di cambiare il titolo... Effettivamente attira un sacco di persone, però poi sembra che tutti si concentrino solo su quello allontanandosi dalla sostanza del thread. Effetto clickbait? Forse...
Ho copiato la tua frase " bilancio energia/ massa di una pianta" , e cercato su Google . Ho trovato questo :
https://iaassassari.files.wordpress.com ... getico.pdf
ma c'è anche dell'altro.
https://iaassassari.files.wordpress.com ... getico.pdf
ma c'è anche dell'altro.
"singularity":
Quello che sto cercando di esprimere non è che la vita viola le leggi della natura, ma semplicemente che potrebbero esserci delle leggi che la vita segue e di cui noi potremmo non essere per niente a conoscenza.
Già, certo, tutto può essere... ma ci vorrebbe pure qualcosa che suggerisca questo, e non so proprio cosa potrebbe essere.
Il meccanismo della vita, benchè inconcepibilmente complicato, e anche ampiamente sconosciuto, non sembra però nascondere paradossi o "misteri", niente del genere, per dire, del paradosso della radiazione del corpo nero, o del risultato dell'esperimento di Michelson; sembra tutto tranquillamente adagiato nell'alveo della biochimica e della biologia molecolare, che mi sembrano discipline ben stabilizzate e ben inquadrate nella MQ: quindi perchè andare a pensare a violazioni delle leggi più venerande?
Detto ciò, è chiaro che io sono un assoluto profano nel campo, per cui se qualcuno più competente ha qualcosa da dire, ben venga.
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