Come funziona la gravità?

La forza di gravità è l'interazione più debole esistente in natura ed è ciò che fa sì che due corpi si attraggano. Ci è capitato a tutti di far cadere un oggetto che tenevamo in mano. Quello che succede poi è che cade e colpisce il suolo. Avrete sicuramente sentito parlare della mela di Isaac Newton , la storia del fisico inglese che si sedette sotto un albero e guardò una mela cadere sull'erba. Si dice che poi si chiese perché la mela cadesse, ma la Luna no. E da lì, iniziò la sua ricerca sulla gravità.

Ciò che sapevamo, ciò che Newton e Galileo hanno identificato, è che la gravità causa accelerazione. L'oggetto che inizialmente era ancora nella tua mano cade con accelerazione quando rilasci la presa. Come ho detto all'inizio, la forza di gravità è ciò che fa sì che due oggetti si attraggano. E quell'attrazione, o quella forza, dipende da due fattori: in questo caso, la massa della Terra e la massa dell'oggetto che la tua mano rilascia.

È importante sapere che l'accelerazione è indipendente dalla massa dell'oggetto in caduta. Se voglio accelerare qualcosa di molto grande, devo applicare molta forza; se devo accelerare qualcosa di più piccolo, devo applicare meno forza, ma l'accelerazione è la stessa. Questo è ciò che Galileo dimostrò quando salì sulla Torre di Pisa e lasciò cadere sfere di metallo di masse diverse per dimostrare che il tempo di discesa è indipendente dalla massa dell'oggetto in caduta, perché l'accelerazione causata dalla gravità è la stessa. Se vi state chiedendo perché non lasciò cadere piume o foglie d'albero, la spiegazione è che non lo fece per non doversi preoccupare dell'effetto aggiuntivo dell'attrito.

In realtà, quando qualcosa cade, entrambi si muovono: la Terra si muove e l'oggetto che cade si muove. Il fatto è che la gravità esercitata dal piccolo oggetto che cade dalla tua mano sull'immensa Terra è molto piccola, quindi non ce ne accorgiamo.

Le cose cambiano quando confrontiamo due oggetti con masse simili, come la Luna in orbita attorno alla Terra. Perché la Luna non cade? La spiegazione è che quando si è formata nel sistema solare , la Luna non era ferma; ruotava a una certa velocità. Questa rotazione è ciò che le impedisce di cadere. Ma è la forza di gravità che la fa ruotare. È come il lazo di un cowboy al rodeo: quando lo fa girare, il lazo non cade. La gravità terrestre sulla Luna ha un effetto simile.

Quello che vi ho spiegato finora è la fisica scoperta da Galileo e Newton. Ma quando entra in scena Einstein, le cose cambiano. La gravità di Einstein modifica anche il tempo perché, secondo la sua teoria, la gravità è un effetto della curvatura dello spazio-tempo. Come ha dimostrato, quando il campo gravitazionale è molto intenso, il tempo scorre più lentamente.

Se pensiamo a un oggetto che cade dalla nostra mano quando lo lasciamo cadere, sembra cadere in linea retta, ma in realtà non lo è. Se fossimo in grado di vedere le piccole variazioni della forza di gravità, vedremmo che si verificano anche delle piccole deviazioni. Sebbene ci sembrino linee rette, in uno spazio-tempo curvo come il nostro, non lo sono esattamente. Sono linee rette adattate a quella geometria, come quando si traccia una linea retta su una sfera o un cilindro.

Un altro argomento che potrebbe interessarti è la relazione tra gravità e peso. Il tuo peso è esattamente la forza con cui la Terra ti attrae. Se fossi sulla Luna, il tuo peso sarebbe minore perché, poiché il nostro satellite ha una massa molto inferiore a quella del nostro pianeta, lo è anche la forza di gravità che esercita. Ed è per questo che gli astronauti, che hanno la stessa massa ovunque, pesano meno sulla Luna che sulla Terra, perché i due corpi celesti hanno masse diverse. Puoi immaginare che le particelle che compongono entrambi i corpi attraggano la massa dell'astronauta. Sulla Luna, ci sono meno particelle che esercitano questa attrazione rispetto alla Terra, quindi la forza di gravità è minore.

Ruth Lazkoz ha conseguito un dottorato di ricerca in fisica ed è professoressa presso l'Università dei Paesi Baschi.

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