Fisica

Perché i gatti cadono sempre sulle zampe? Saperlo serve anche per astronauti e robot

Il problema è aperto dal 1894, quando lo studioso francese Étienne-Jules Marey tentò di risolverlo con un metodo prettamente scientifico e sperimentale

di Leopoldo Benacchio

3' di lettura

English Version

3' di lettura

English Version

Non c’è solo la fisica quantistica o l’intelligenza artificiale, entrambe di gran moda e presenti in modo assillante nella nostra vita in questi anni, la Fisica ha ancora parecchi vecchi e importanti problemi da risolvere, con beneficio insperato in molti campi della nostra vita.

Uno di questi ha fatto, qualche giorno fa, un passo avanti di notevole entità. Si tratta dell’annoso problema del perché, apparentemente, i gatti cadono sempre sulle zampe, come dice la saggezza popolare. Non è uno scherzo, sia chiaro, e il problema è aperto dal 1894, quando Étienne-Jules Marey, importante studioso francese della fisiologia umana e no, tentò di risolverlo con un metodo prettamente scientifico e sperimentale. Lui trovò che effettivamente i gatti sembravano atterrare sempre sulle zampe, ovviamente non da sopra una certa altezza.

Loading...
Gatti volanti, il video da cui tutto è cominciato

Il contributo di altri due illustri scienziati

Non fu l’unico a quell’epoca a far partire il problema, ci si cimentarono anche altre due menti eccelse: George Gabriel Stokes, il grande matematico e fisico irlandese, e James Clerk Maxwell, importante fisico scozzese, padre dell’elettromagnetismo classico.

Il primo fu anche presidente della Royal society degli scienziati del Regno Unito, carica prestigiosissima, ed è l’autore delle equazioni, differenziali alle derivate parziali, che ancora oggi si usano per esempio nel calcolo delle previsioni del tempo, mentre il secondo è l’estensore della bellissima teoria classica dell’elettromagnetismo , che descrisse per la prima volta l’elettricità, il magnetismo e la radiazione elettromagnetica, a cominciare dalla luce visibile, come manifestazioni diverse dello stesso fenomeno: l’elettromagnetismo appunto.
Questi due illustri scienziati, che hanno sconvolto la fisica e la vita quotidiana, allora come ora, si rivolsero al problema un po’ come a una curiosità, come succedeva spesso a quei tempi.

Il “fotocannone” di Étienne-Jules Marey

Marey invece era, anche se fisiologo, uno sperimentale e costruì diverse macchine per studiare gli animali - un altro suo campo era il volo degli uccelli - sfruttando anche l’invenzione modernissima di quel tempo: la fotografia. Si costruì addirittura un “fotocannone”, per fare sequenze di immagini molto ravvicinate nel tempo.

Per farla breve confermò con i suoi filmati che, cadendo da una certa altezza e di schiena, i gatti riuscivano a girarsi e atterrare sulle zampe. E qui sta il problema perché la manovra richiede, apparentemente, di violare uno dei principi fondamentali della Fisica classica: la conservazione del momento angolare, che viene ben esemplificata dalle pattinatrici sul ghiaccio, per esempio, quando ruotano su sé stesse e aumentano o diminuiscono la velocità di rotazione semplicemente allargando o ritraendo le braccia.

Una nuova prospettiva sulla caduta dei felini

Ma torniamo ai gatti: all’Università della Carolina del Nord a Charlotte, nel famoso “Triangolo della Ricerca” americano, gli studiosi hanno offerto una nuova prospettiva sulla caduta dei felini, pubblicata dopo un paio di anni di ricerche in un articolo pubblicato a febbraio sulla rivista “The Anatomical Record”.

Parte della difficoltà sta nel fatto che l’anatomia del gatto non era stata studiata in dettaglio, ha spiegato Yasuo Higurashi, fisiologo presso l’Università di Yamaguchi in Giappone e autore principale dello studio. E la soluzione sta nella colonna vertebrale, che non era stata presa nella dovuta considerazione. È lei che ci spiega come fa l’amato felino a girarsi in volo, senza mandare nella pattumiera un principio fondamentale della meccanica classica.

Nel loro studio, Higurashi e colleghi hanno esaminato, da un punto di vista anatomico, i vari segmenti di colonna vertebrale di gatto, su esemplari morti per via naturale, e anche facendo cadere un paio di gatti in vari modi da un metro di altezza, senza alcun pericolo dato che atterravano su un cuscino.

Colonna vertebrale a flessibilità variabile

Il segreto sta nell’anatomia fine del gatto, finora sconosciuta: la colonna vertebrale felina ha una flessibilità variabile, maggiore nella parte alta e molto più rigida e pesante in quella inferiore.

I video fatti ai due gatti che hanno pazientemente “collaborato alla ricerca mostrano esattamente questo: prima ruotano facilmente le zampe anteriori, e così anche vedono dove stanno cadendo, e poi la parte inferiore del corpo, più lentamente.

Applicazioni anche per astronauti e robot

Non è la soluzione definitiva del problema, ma un bel passo avanti: il gatto insomma è più complicato delle equazioni che, al momento, sappiamo mettere nero su bianco per descriverlo: i gatti ci sfuggono sempre, ma sempre meno, e fra poco li potremo “ingabbiare” in quattro equazioni definitive.

Ci si potrebbe chiedere che senso abbia studiare, da quasi due secoli, la caduta dei gatti. La ricerca non è certo fine a sé stessa: c’è molto da migliorare nei modelli matematici del movimento animale, utili per aiutare i veterinari a trattare fratture, ma anche per analizzare i movimenti degli astronauti nello spazio in microgravità o ad avere robot più agili di quelli odierni.

Riproduzione riservata ©
Loading...

Brand connect

Loading...

Newsletter

Notizie e approfondimenti sugli avvenimenti politici, economici e finanziari.

Iscriviti