Tutto cominciò…

Tutto cominciò nell’autunno del 1665 quando Isaac Newton era seduto in giardino a Woolsthorpe, sotto un albero. Oggi quest’albero non esiste più, naturalmente, ma è stato sostituito da un “cugino” che qui vediamo in foto.

The tree Newton_A cousin of tree
A quell’epoca Isaac aveva letto praticamente tutto ciò che valeva la pena di essere letto su qualsiasi argomento, e aveva deciso una volta per tutte ciò su cui era d’accordo e ciò su cui non lo era. In ogni caso, c’erano state due persone il cui lavoro apprezzava e sul quale aveva riflettuto per giorni interi: Johannes Keplero e Galileo Galilei.

Keplero, dopo venticinque anni trascorsi a guardare il cielo e a fare calcoli, nel 1609 pubblicò le sue leggi sul moto dei pianeti (che vanno sotto il nome di “Tre Leggi di Keplero”).
Galileo Galilei guarda caso era morto proprio l’anno della nascita di Newton, nel 1642. A parte il fatto che Galilei fu uno dei primi a sostenere che la Terra si muove attorno al Sole, la grande scoperta di Galilei fu che un corpo in caduta libera è soggetto ad una accelerazione costante. Alla gente piace pensare che abbia eseguito l’esperimento in cima la Torre di Pisa. Forse le cose andarono così, forse no, ma è un’idea carina.
Essendosi reso conto che oggetti diversi cadono percorrendo distanze uguali in tempi uguali, Galilei fece un passo avanti e capì che quando si lascia cadere qualcosa, la sua velocità aumenta uniformemente via via che cade.

Dunque, il nostro Isaac è ancora seduto nel giardino di Woolsthorpe. Sta pensando alle Leggi di Keplero che funzionano tutte… Come mai i pianeti si muovono descrivendo delle ellissi? Come mai si muovono più in fretta quando sono più vicini al Sole?
Naturalmente Isaac sa tutto anche sull’accelerazione costante di Galileo, ma la caduta per terra degli oggetti era un argomento completamente diverso dalla rotazione dei pianeti attorno al Sole. Isaac non sapeva che le due cose potessero essere collegate, ma qualcun altro nel giardino lo sapeva…

La mela cadde.

Newton e la mela
Come mai la mela è caduta? Perché ogni cosa cade per terra. Allora, forse c’è qualche forza invisibile che trascina gli oggetti verso Terra? Supponiamo che l’albero diventi alto come la Luna… La mela cadrebbe lo stesso? Perché no? Allora come mai la Luna non cade sulla Terra? Perché?
E’ certo che la Luna non cade sulla Terra, ma la cosa più importante è che non vola via! Ed è a causa di questa forza invisibile!

Mettiamo di avere una palla legata ad una cordicella e di farla ruotare attorno a noi. Possiamo sentire la palla che cerca di allontanarsi da noi, ma qualcosa la trattiene. Se lasciamo andare la cordicella la palla volerà via.
E’ la stessa cosa che succede alla Luna, che orbita attorno alla Terra. Proprio come la Terra cerca di allontanarsi, ma qualcosa la trattiene. Naturalmente la palla è trattenuta dalla cordicella, ma cosa trattiene la Luna? Dev’essere una forza invisibile. Quella che Newton chiamò “Forza di Gravità”.

Sabrina

Informazioni su Sabrina Masiero

Ricercatore Astronomo (Tecnologo III livello) presso INAF-Osservatorio Astronomico di Palermo-Gal Hassin, Centro Internazionale delle Scienze Astronomiche di Isnello, Palermo. In precedenza: Borsista presso INAF-Osservatorio Astronomico di Padova e Fundaciòn Galileo Galilei, FGG-Telescopio Nazionale Galileo, La Palma, Isole Canarie.
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9 risposte a Tutto cominciò…

  1. Sabrina dice:

    Ho voluto raccontare in modo soprattutto divertente quello che la tradizione ci tramanda su Newton e sulla sua scoperta della forza di gravità, che in un secondo momento diventò la Legge di gravitazione universale, applicata non solo al sistema Terra-Luna ma all'intero Universo.
    Domani sistemerò la seconda parte. Buon lettura e, mi auguro, buon divertimento!

  2. Alessandro dice:

    Brava Sabri !
    Chiaro, conciso e SEMPLICE ! Così si fa.
    Continua così, ciao !!!
    Ale

  3. Sabrina dice:

    Grazie Ale, detto da te è un grandissimo complimento!

  4. Monica dice:

    Fa' impressione osservare quel piccolo alberello e pensare che qualcuno sotto le sue fronde abbia avuto una grande intuizione, una legge per spiegare l’attrazione gravitazionale nell’Universo. Difficilmente sedendoci sotto oggi riusciremmo ad averne una di tale portata. Al massimo ci potremmo riparare dai cocenti raggi del sole della prossima estate…

  5. Amedeo dice:

    L'epoca di Newton è quella in cui grandi passi sono stati fatti nello svelare i misteri del cosmo. Le teorie di Keplero e Galilei avevano dato nuova luce alla scienza. La "gravità", quella forza invisibile che si fa sentire sulla materia è stata davvero una grande scoperta…

  6. Gaetano dice:

    Cara Sabrina, mi sa spiegare se la forza di gravità esercitata nel mare è uguale a quella esercitata sulla terraferma? Se si/no come mai?

    • Sabrina dice:

      Caro Gaetano,
      l'attrazione gravitazionale della Luna e del Sole si manifestano sia sulla superficie marina che su quella terrestre: si parla di attrazione luni-solare, mentre si trascura quella prodotta dagli altri pianeti del Sistema Solare. La forza gravitazionale che viene esercitata tra Luna e Terra è data dalla relazione F = G x M(Luna) x M(Terra) /r^2 dove G è la costante di gravitazione universale, r la distanza Terra-Luna, M(Luna) la massa della totale della Luna e M(Terra) la massa totale della Terra.
      La crosta terrestre non è perfettamente rigida, per cui essa risponde alle sollecitazioni con deformazioni elastiche producendo così delle maree terrestri che sono di piccola entità (più piccole rispetto a quelle di acqua) e di difficile determinazione. Tra gli effetti più notevoli delle maree terrestri il più importante è di sicuro rappresentato dalla variazione della gravità. Misure gravimetriche (sono chiamate così) fanno vedere che si può arrivare a variazioni di circa 0,24 mgal che non sono certo trascurabili se si considera che la precisione dei migliori gravimetri usati dai geofisici è pari a 0,001 mgal. Di conseguenza, quando si va a calcolare la gravità, bisogna tener conto di queste variazioni: g= 9,8 m/s^2 non è un valore costante sulla Terra, ma varia da punto a punto. C'è, dunque, una "correzione di marea" da aggiungere a g per intervalli di un quarto d'ora, un parametro che si ricava da particolari tabelle.

      La risposta della Terra alle sollecitazioni della Luna (ma anche del Sole) è di tipo anelastico, e questo comporta che la deformazione terrestre non sia istantanea. Più precisamente, l'effetto di marea si risente dopo una rotazione di 2,9° (che equivale a circa 12 minuti circa). Questo comporta una progressiva diminuzione della velocità angolare della Terra (pari a circa 2,56 msec d'arco / 100 anni): in sostanza, col passare del tempo, i giorni tendono a durare di più e conseguentemente gli anni tendono a essere costituiti da un numero sempre minore di giorni. In effetti, da studi paleontologici si è visto che 400 milioni di anni fa l'anno era costituito da 395 giorni. Il fatto che la Terra stia rallentando nel suo moto di rotazione (si parla di attrito di marea) ha una conseguenza importante:la Luna tende ad allontanarsi dal nostro pianeta col passare del tempo.
      Spero di esserle stata utile. Grazie per la sua domanda.
      Sabrina

  7. Gaetano dice:

    La ringrazio per essere stata chiara nel dare la risposta alla mia domanda.

  8. Sabrina dice:

    Ciao Gaetano,

    molto gentile da parte sua. La ringrazio anche per far parte del mio pubblico di lettori.
    Sabrina