Guglielmo Marconi ha ricevuto il premio Nobel per la fisica nel 1909, per il suo contributo allo sviluppo della telegrafia senza fili. Egli non era un fisico, ma un inventore dilettante. Partendo da un’idea sbagliata, aveva creduto alle trasmissioni radio, in contrasto con le teorie fisiche del suo tempo.

Comunicare velocemente e a grande distanza è stato un desiderio inseguito nei secoli. I sistemi di usare piccioni viaggiatori o staffette di uomini a cavallo avevavo come limite la velocità massima raggiungibile dall’animale. Un passo in avanti fu fatto quando si capì che il messaggio poteva essere inviato anche senza il messaggero. L’informazione poteva essere affidata al mezzo più veloce che si conosca: la luce. Il primo telegrafo ottico fu perfezionato alla fine del Settecento in Francia e consisteva in una serie di stazioni in vista l’una con l’altra. Nell’Ottocento, con la scoperta dell’elettricità, venne sostituito dal telegrafo a filo.

Quando nel 1887 Heinrich Hertz costruì un oscillatore in grado di propagare onde radio, si pensò subito di usare tale apparecchio per un telegrafo senza fili. I maggiori fisici dell’epoca, compreso lo stesso Hertz, ritenevano impossibile che tali onde potessero superare ostacoli naturali o seguire la curvatura terrestre. Infatti le onde radio sono onde elettromagnetiche, così come la luce, e si propagano in linea retta. Se la stazione ricevente non è in vista della stazione emittente il segnale non arriva. Inoltre, attraversando l’aria, il segnale si attenua e la massima distanza raggiungibile va da qualche decina di chilometri per le onde corte a poche centinaia di chilometri per le onde lunghe. Anche Guglielmo Marconi, inventore autodidatta, conosceva questo limite, eppure voleva tentare. Proprio con le onde corte, quelle in teoria meno adatte, aveva già sperimentato la possibilità di collegarsi via radio con navi scomparse all’orizzonte. Egli credeva, sbagliando, che le onde potessero essere rilanciate verso l’alto dalla superficie terreste.

Il 12 dicembre 1901 alle ore 12:30, a San Giovanni di Terranova in Canada, Marconi ricevette da Poldhu in Cornovaglia un segnale radio concordato: l’esperimento aveva avuto successo. Solo in seguito si scoprì la ionosfera, un guscio che ricopre interamente la Terra fra circa 50 e 400 km di altezza. Essa si comporta come una superficie riflettente per alcune onde radio, così come uno specchio lo è per quelle luminose.

Quando la lunghezza d’onda è compresa fra 3 e 30 MHz (le cosiddette onde corte) il segnale rimbalza ripetutamente tra la superficie terrestre e la ionosfera e riesce a coprire distanze maggiori di quelle previste dalla teoria per l’onda diretta. La capacità di riflessione della ionosfera è limitata alle onde corte e non vale, ad esempio, per le onde usate nelle trasmissioni televisive e in quelle radiofoniche in modulazione di frequenza (FM). È per questo motivo che tali trasmissioni necessitano di ripetitori a terra o di satelliti che facciano rimbalzare il segnale in altre parti del globo.

In questa vicenda non erano le leggi della fisica ad essere sbagliate, semplicemente un fenomeno previsto dalla teoria (la riflessione delle onde) non era stato preso in considerazione perché non si conoscevano ancora la composizione e il comportamento dell’atmosfera.