Cos’è la gravità?
La gravità è una delle quattro forze fondamentali della natura, insieme alle forze elettromagnetiche, forte e debole.
[riquadro] Le forze elettromagnetiche descrivono i fenomeni elettrici e magnetici, le forze deboli sono quelle che spiegano i processi di decadimento radioattivo, come il decadimento nucleare e varie particelle “estranee”, e le forze forti sono quelle responsabili dei fenomeni che si verificano la breve distanza all’interno del nucleo atomico. [/ box]
La gravità è la forza che attrae due corpi l’uno verso l’altro. A causa di ciò, le mele cadono verso il suolo ei pianeti del nostro sistema orbitano attorno al sole. Maggiore è la massa di un oggetto, maggiore è la sua attrazione gravitazionale.
La gravità è ciò che ci fa pesare. Quando ci pesiamo, la bilancia indica quanta gravità agisce sul nostro corpo. La formula per determinare il peso di qualsiasi oggetto o persona è: il peso è uguale alla massa moltiplicata per la gravità. Sulla Terra, la gravità è una costante di 9,8 metri al secondo al quadrato, o 9,8 m / s².
Storicamente, filosofi come Aristotele pensavano che gli oggetti più pesanti accelerassero più velocemente verso il suolo. Successivi esperimenti, tuttavia, hanno dimostrato che non era così. Il motivo per cui un pennacchio cade più lentamente di una palla da bowling è a causa della resistenza dell’aria, che agisce in direzione opposta a quella dell’accelerazione dovuta alla gravità.
Newton, padre della gravità
Sir Isaac Newton fu il fisico che sviluppò la Teoria della Gravitazione Universale negli anni 1680. Scoprì che la gravità agisce su tutta la materia ed è una funzione della massa e della distanza.
Ogni oggetto attrae tutti gli altri oggetti con una forza proporzionale al prodotto delle sue masse e inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra loro. L’equazione è solitamente espressa come:
“Fg = G (m1 ∙ m2) / r2” e
- Fg è la forza gravitazionale;
- m1 e m2 sono le masse dei due oggetti;
- r è la distanza tra i due oggetti;
- G è la costante gravitazionale universale.
L’equazione di Newton funziona molto bene per prevedere come si comportano oggetti come i pianeti nel sistema solare.
Einstein, generalizzatore della gravità
Newton pubblicò il suo lavoro sulla gravitazione nel 1687. Le sue idee regnarono come la migliore spiegazione fino a quando Albert Einstein non inventò la sua teoria della relatività generale nel 1915.
Nella teoria di Einstein, la gravità non è una forza, ma la conseguenza del fatto che deforma lo spazio-tempo della materia. Una previsione della relatività generale è che la luce si piega attorno a oggetti massicci.
Con la sua brillante idea che il tempo e lo spazio sono relativi e profondamente intrecciati, Einstein finì per ridefinire la teoria di Newton, collegando massa e gravità allo spazio-tempo.
Secondo la Teoria della Relatività Generale, in alcuni tipi di giocattoli comuni nei parchi di divertimento, la rotazione della macchina tiene le persone incollate alla sedia dalla forza centrifuga, come se ci fosse una “gravità artificiale”. Anche la gravità reale funziona in questo modo: il sole curva lo spazio intorno a sé così tanto da mantenere la Terra nella sua orbita, come se fosse “bloccata sulla sedia” (la stessa idea spiega perché siamo “attaccati” al pavimento del pianeta e non ” cadiamo “nello spazio profondo – a causa della curvatura creata dalla Terra nello spazio circostante).
Einstein ha anche scoperto che maggiore è la gravità, più lento è il ritmo del tempo. Per questo ha chiamato questa forza “curvatura nel tessuto spazio-temporale”.
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curiosità
- La gravità sulla luna è circa il 16% di quella sulla Terra, Marte ha circa il 38% dell’attrazione terrestre, mentre il pianeta più grande del sistema solare, Giove, ha 2,5 volte la gravità terrestre.
- Sebbene nessuno abbia “scoperto” la gravità, la leggenda vuole che il famoso astronomo Galileo Galilei abbia fatto alcuni dei primi esperimenti con la gravità, facendo cadere palline dalla Torre di Pisa per vedere quanto velocemente cadevano.
- Isaac Newton aveva solo 23 anni e stava tornando dall’università quando ha notato una mela cadere nel suo giardino e ha iniziato a svelare i misteri della gravità (tuttavia, è probabilmente un mito che la mela sia caduta sulla sua testa – è più possibile che l’evento ha appena suscitato l’idea nel fisico).
- Una delle prime misure della Teoria della Relatività di Einstein è stata la deviazione della luce delle stelle vicino al sole durante un’eclissi solare il 29 maggio 1919.
- I buchi neri sono enormi stelle collassate con una gravità così forte che nemmeno la luce può sfuggirgli.
- La teoria della relatività generale di Einstein è incompatibile con la meccanica quantistica , l’insieme di leggi bizzarre che governano il comportamento di minuscole particelle, come i fotoni e gli elettroni, che compongono l’universo.