Perché l'universo non è risucchiato dai buchi neri?
La sorte ultima dell'universo è oggetto di discussione da secoli, ma il suo studio assunse una prima formulazione scientifica solo dopo la scoperta della legge di gravitazione universale da parte di Isaac Newton, nel 1687. Il quesito venne posto così dal canonico Richard Bentley in una lettera indirizzata allo stesso scienziato: se tutto si attrae, come fa l'universo a non crollare su se stesso? In realtà, noi sappiamo che due corpi celesti attratti reciprocamente dalla gravità, possono, dopo un primo avvicinamento, addirittura allontanarsi indefinitamente, oppure orbitare uno attorno all'altro senza mai cadersi addosso. Questo è, per esempio, il caso del nostro Sistema solare. Anche ipotizzando che ogni galassia dell'universo contenga un buco nero massiccio al suo interno, noi osserviamo sempre che le zone "a rischio" sono quelle centrali, mai quelle periferiche (il Sole non rischia di cadere nel buco nero centrale della nostra galassia). Quindi difficilmente vedremo il nostro universo, oltretutto in espansione, interamente fagocitato dai propri buchi neri. C'è però chi ipotizza che l'universo stesso sia un enorme buco nero: ma allora saremmo già al suo interno!

Perché un liquido scaldato congela più velocemente?
Dipende dalla concentrazione di sali disciolti nel liquido, come dimostrato da un gruppo di ricercatori americani. Riscaldando il recipiente si riduce la quantità di sali in soluzione, che precipitano sul fondo, e questo provoca un innalzamento del punto di congelamento. Di conseguenza, la formazione di ghiaccio avviene in minor tempo. Il fenomeno opposto è sfruttato d'inverno per ridurre gli incidenti stradali. Le macchine spalaneve, infatti, cospargono le strade di sale, per abbassare il punto di congelamento dell'acqua, evitando che l'asfalto congeli.

Perché i frutti acerbi maturano in un cesto con le mele?
La ricetta della nonna per far maturare la frutta ha un fondamento. Le mele appartengono alla classe dei frutti climaterici, frutti, cioè, che al contrario degli altri anche dopo la raccolta continuano lo scambio di gas con l'ambiente, producendo etilene, un idrocarburo della famiglia degli alcheni (composti organici formati solo da carbonio e idrogeno). Questo gas funge da ormone vegetale inducendo nel frutto le reazioni chimiche tipiche della maturazione (produzione di zuccheri e aromi, intenerimento della polpa) oltre alla produzione di altro etilene. Un frutto climaterico (mela, banana, avocado, pomodoro, kiwi, pesca o albicocca) acerbo, in presenza di etilene (diffuso per esempio dalle mele) comincia a sua volta a produrne intensamente, maturando in breve.

Perché il peperoncino "brucia" e la menta è "fredda"?
Alcune sostanze chimiche hanno la proprietà di stimolare le reazioni nervose associate al caldo, al freddo e al dolore. È il caso della capsaicina, la sostanza irritante contenuta nel peperoncino: a contatto con le mucose stimola i recettori nervosi Vrl e Vrl-1, che normalmente si attivano a temperature tra 43° e 52 °C, producendo sensazioni di calore più o meno intense in base alla dose che si assume. Se ingerita in grandi quantità, la capsaicina provoca assuefazione, inducendo così reazioni lievi nelle persone abituate a mangiare cibi molto piccanti. Meno chiaro è invece il meccanismo grazie al quale il mentolo provoca la nota sensazione di freddo. Di recente però è stato individuato, nelle fibre nervose, un recettore (Cmrl) che sì attiva a temperature inferiori ai 30 °C, ed è sensibile anche alla presenza del mentolo. In forti dosi, il mentolo attiva reazioni nervose di bruciore simili a quelle del peperoncino, tanto che la pianta della menta ha l'appellativo di "piperita" (dai latino piperatus, cioè piccante).

Perché alcune piante sono sempreverdi?
Per un albero entrare nel periodo di riposo invernale, perdendo le foglie, significa, tra le altre cose, ridurre al minimo la perdita dell'acqua dovuta alla traspirazione delle foglie stesse. Nelle foreste equatoriali o tropicali le intense piogge e il tasso d'umidità elevato rendono l'acqua un fattore non limitante: le piante non devono perciò "centellinare" l'acqua e, infatti, sono perlopiù sempreverdi. Nei climi temperati freddi, ai contrario, poche specie sono sempreverdi e in genere si tratta di conifere, per esempio gli abeti. Questi alberi hanno foglie a forma di ago che sono poco inclini alla perdita d'acqua. Anche le sempreverdi, comunque, perdono le foglie, seppure non tutte insieme e soprattutto con un ritmo non annuale, ma molto più lento, che va dai due alle diverse decine di anni.

Perché scuotendo una bottiglia di acqua frizzante si libera il gas?
L'acqua frizzante è preparata aggiungendo anidride carbonica sotto pressione e sigillando il contenitore. In generale, la solubilità di un gas in un solvente (nel nostro caso l'acqua) aumenta con l'aumentare della pressione esterna applicata alla superficie del liquido, o con il diminuire della temperatura. In altre parole, più è alta la pressione (o più bassa è la temperatura), maggiore è la quantità di gas disciolto nell'acqua. Ecco perché, stappando la bottìglia, il liquido inizia a "ribollire", e le bollicine di gas scappano: l'apertura del tappo corrisponde a una brusca riduzione di pressione alla superficie libera del liquido stesso. La liberazione di gas quando si agita la bottìglia è invece dovuta sia a variazioni di pressione sìa della temperatura della temperatura del liquido, proprio a causa dello scuotimento.

Come fanno gli aerei a volare?
Al momento del decollo, un Boeing 777 con 400 persone a bordo può pesare intorno alle 240t, eppure si alza in volo in circa 2 km a 260 km/h ed è in grado di viaggiare per oltre 14.000 km. Il "trucco" sta tutto nelle quattro forze in gioco in aerodinamica: le due forze orizzontali, cioè la spinta (del motore) e la resistenza (dell'aria) e le due forze verticali, la portanza (anch'essa legata all'aria) e il peso (dell'aereo). E in una legge, nota come "Principio di Bernoulli", in base alla quale con l'aumentare della velocità diminuisce la pressione (a parità di quota). Cosa succede, allora per un aereo? Osservando la forma leggermente bombata di un'ala, si può notare che la superficie superiore è maggiore di quella inferiore. Perciò, quando l'aereo taglia l'aria, quella che scorre sulla superficie superiore dell'ala è più veloce di quella che scorre sotto la superficie inferiore. Si crea cosi' una differenza di pressione e quindi una forza (la portanza) che spinge dalla zona lenta a quella veloce, ovvero dal basso verso l'alto. E l'aereo vola.

Perché le calamite attirano solo il ferro e non altri metalli?
Un magnete, o calamita, è un oggetto capace di attirare alcuni metalli: non solo il ferro, ma anche il nichel e il cobalto che per questo sono definiti metalli ferromagnetici. È tutta una questione di elettroni. Pensiamo per un attimo alla struttura di un atomo: intorno al nucleo orbitano un certo numero di elettroni ruotando in direzioni casuali. Ebbene, nei magneti esiste una direzione privilegiata che genera, appunto, un particolare campo magnetico. Quando a questo campo si avvicina un materiale con una particolare struttura atomica, i ferromagnetici appunto, i suoi elettroni iniziano a ruotare nello stesso senso del magnete finendo così con l'esserne attratti e diventando esso stesso capace di attrarre altri oggetti ferromagnetici. Gli altri materiali non subiscono questo effetto a causa della loro diversa struttura atomica.