settima puntata della serie affrontiamo un discorso di una certa gravità col video numero 6 abbiamo concluso la parte sulla relatività ristretta da oggi entriamo nel campo della relatività generale però non la si può comprendere se prima non si è compreso la cornice all'interno della quale si sviluppa questa teoria è quella cornice proprio la relatività ristretta quindi il consiglio è quello prima di proseguire di andarsi a vedere i video sulla relatività ristretta siete caldi anch'io si parte la relatività generale è una teoria della gravitazione quindi non possiamo comprenderla se prima non abbiamo chiaro cos'è la gravità in realtà non sappiamo cos'è la gravità è qualcosa che osserviamo due corpi libri nello spazio si attraggono [Musica] e questa attrazione è stata rilevata sperimentalmente abbiamo fatto il video quanto pesa la terra dove abbiamo approfondito questo argomento consigliato però rimaneva un fenomeno strano e bizzarro l'attrazione tra due corpi è qualcosa di debolissimo comincia a diventare interessante dal momento in cui uno dei due corpi ha una massa considerevole uno dei più grandi scienziati della storia isaac newton considero la gravità una forza e predisse il suo valore sulla base delle masse in gioco e della distanza tra le due masse questa idea che è considerata il più grande successo di newton e forse dell'intera fisica fino all'inizio del ventesimo secolo nascondeva in realtà i semi di un profondo il successo questa gli stereo zza forza di gravità si presentava come qualcosa di molto strano in particolare possedeva due caratteristiche che la rendevano piuttosto unica la prima era l'aspetto attrattivo non sembra esistere una gravità repulsiva mentre in generale una forza possa esercitarla in una direzione è anche in quella opposta con la gravità no è sempre nella direzione che porta due corpi ad attrarsi e mai a respingersi diversa dunque anche dalle forze elettromagnetiche c'era poi un altra cosa che la poneva fuori dagli schemi non era ingabbiabile cioè la forza di gravità supera qualsiasi ostacolo in pratica io non posso creare una scatola all'interno della quale la forza di gravità c'è e al di fuori no le forze elettromagnetiche posso schermarle possa attenuarla in un certo modo la gravità no non c'era modo di condizionarla la forza di gravità era ovunque nello spazio due masse per quanto distanti si attraevano certo la forza diminuiva quel quadrato della distanza ma non c'era nessun modo per impedire a questa forza di agire per newton siamo attraenti quindi se avete problemi di autostima sappiate che per newton siete attraente almeno per lui andiamo ad analizzare la sua celebre formula questa è la conosciamo tutti la studiamo a scuola e ancora oggi viene spessissimo usata per i calcoli inerenti la gravità il motivo funziona bene bene ma non benissimo come abbiamo imparato nella prima puntata tutti i modelli hanno quello che potremmo chiamare un ambito di validità c'è una sorta di loro spazio all'interno del quale applicarli da buoni risultati se usciamo da quella bolla di validità allora no non vanno più bene il modello di newton aveva due problemi il primo si è manifestato subito il secondo a partire dal 1905 la prima donna che il modello portava con sé la conosceva bene dirla è quasi una banalità ma il celebre scienziato deve essere costato fatica dover ammettere che il suo capolavoro era in un certo senso orfano di turno ammise di non sapere assolutamente in quale diavolo di modo questa forza potesse svilupparsi due corpi distanti si attraggono ma se in mezzo non c'è niente come fanno ad attrarsi chi sviluppa questa forza misteriosa nessuno lo sapeva eppure quella forza c'era era lì da vedere era quella che teneva in orbita i pianeti attorno al sole che faceva cadere le mele ne abbiamo parlato più in dettaglio in questo video quella che riportava a terra qualsiasi cosa venisse lanciata in alto mettiamo qui e non si tocca ok qui così e non si tocca ecco quella forza non era solo responsabile di qualche dettaglio o di qualche esperimento quella cosa lì faceva sì che il mondo fosse così come era che il cosmo fosse così non c'era oggetto che non subisse più o meno un attrazione gravitazionale il secondo problema sosta nel 1905 come avete visto nelle altre puntate la teoria della relatività ristretta impone che nessuna informazione possa viaggiare a velocità superiori a quella della luce ma per newton la forza di attrazione gravitazionale tra due corpi era istantanea quindi più veloce della luce dunque la teoria della gravitazione universale non poteva essere corretta andava forse leggermente modificata andava ribaltata completamente un attimo fa parlavamo di come un modello abbia un ambito di validità e per poter utilizzare il modello bisogna stare attenti a rimanere in quell'ambito vedremo che se voglio risultati precisi mi occupo magari di buchi neri o galassie non posso usare il modello di newton ma senza andare così lontano è sufficiente osservare un pianeta piccolo che ruota attorno a una stella per notare che qualcosa non torna per esempio mercurio che gira attorno al sole per dirne uno questo fu un problema che si pose nell'ottocento quando le misurazioni divengono abbastanza precise da fare emergere una discrepanza tra quello che era la realtà osservata e ciò che invece veniva predetto dai calcoli col modello newtoniano questa è una delle storie più curiose dell'astronomia e non a caso è proprio quella con cui abbiamo inaugurato la serie di video intitolata materia oscura la discrepanza del periodo di mercurio è di poche decine di secondi d'arco x secolo il perielio è quel punto dell'orbita in cui il pianeta è più vicino al sole in sostanza l'orbita di mercurio non si chiudeva perfettamente succede anche agli altri pianeti però non era rilevabile con gli strumenti dell'epoca nel caso di mercurio era misurabile e questa fu la prima crepa nel modello di newton anche se va detto la cosa non è che attanaglia gli scienziati lo scarto era talmente irrisorio da far credere piuttosto la necessità di un qualche piccolo aggiustamento da introdurre nei valori dei calcoli la prossima puntata invece vedremo come la precessione del periodo di mercurio avrà un ruolo chiave nella conferma della validità della relatività generale einstein cose un dettaglio molto importante e comprese a fondo la legge di newton cosa fondamentale per poterla demolire spesso tendiamo a pensare con pianeta che gira attorno al sole abbia quella determinata orbita in funzione anche della sua massa non è così l'orbita di un pianeta non dipende dalla sua massa questo è implicito nelle equazioni di newton andiamo a vederle se io devo calcolare la forza di attrazione gravitazionale uso la celebre formula con la costante di gravitazione g la massa del pianeta moltiplicato la massa del sole in questo caso ho fatto la distanza al quadrato ma io questo peso questa forza peso la calcolo con le equazioni di newton quindi la forza sappiamo che data dalla massa per l'accelerazione in questo caso a massa del pianeta per l'accelerazione g vediamo che la massa dell'oggetto che ruota attorno ad esempio al sole si elide e quindi l'orbita è quella indipendentemente dalla massa dell'oggetto la traiettoria dei colpi in un campo gravitazionale non dipende dalla loro massa questo fissiamo ciro bene in testa perché è un punto chiave per capire il passaggio geniale che farà poi einstein diceva einstein cose un dettaglio una cosa talmente banale e ovvio che quando l'avrò detto tutti converrete che lo sapevate già ma il genio non è colui che osserva qualcosa di speciale e colui che vede ciò che vedono tutti ma che cambiando nella prospettiva ne coglie il significato più profondo tutti avete provato a cadere in caduta libera solo per pochi metri mi auguro di gualtiero giu magari facendo qualche salto un po rischioso paracadutismo in qualche parco divertimenti non dico nulla di nuovo se dico che nel momento in cui cadete non sentite il vostro peso se voi foste su una bilancia la bilancia segnerebbe zero perché la bilancia sta accadendo con voi è ovvio ma se ci riflettiamo un attimo dobbiamo riconoscere che quantomeno strano se cadiamo e per effetto del nostro peso eppure durante la caduta la cosa che non sentiamo è proprio il nostro peso cioè la cosa che ci fa cadere e bizzarro nessuno aveva mai riflettuto veramente a fondo su questa cosa nel 1907 albert einstein stava ancora lavorando l'ufficio della proprietà intellettuale di ber nonostante un paio d'anni prima avesse pubblicato una serie di articoli che avevano rivoluzionato la fisica e sembra proprio che osservando uomo che stava lavorando su un'impalcatura del palazzo di fronte abbia avuto una sorta di illuminazione a suo dire l'idea più brillante di tutte e sarà questa idea che lo condurrà attraverso un percorso lungo e spesso accidentato a produrre nel 1915 la teoria sulla relatività generale einstein riflette sul fatto che se l'uomo che stava osservando fosse caduto durante la sua caduta non avrebbe sentito il proprio peso non sembra una considerazione particolarmente illuminante eppure per einstein lo fu e da questo pensiero ebbe origine una brillante intuizione quando abbiamo introdotto la relatività ristretta abbiamo visto come parlare di un corpo che si muove di moto rettilineo uniforme sia un certo senso come parlare di un corpo fermo questo perché si era notato che qualsiasi esperienza fisica si fosse realizzata in un laboratorio che si muoveva di moto rettilineo uniforme avrebbe dato gli stessi risultati che nel caso in cui quel laboratorio fosse stato fermo ora facciamo un passo in più proviamo a trasportare questo concetto ha un altro tipo di moto quando un colpo cadio ci si muove per effetto dell'attrazione gravitazionale si muove di un moto che si chiama uniformemente accelerato cioè in questo caso la velocità non è più costante lo è invece l'accelerazione [Musica] einstein stabilisce un principio di equivalenza anche in questo caso ora immaginiamo di trovarci in un piccolo laboratorio di fisica dove possiamo condurre tutti i nostri esperimenti ma non abbiamo la possibilità di vedere l'esterno non ci sono finestre siamo chiusi in questa sorta di scatola adesso prendiamo questo laboratorio e lo mettiamo nello spazio lontano da stelle pianeti corpi di qualsiasi genere in modo tale che l'attrazione gravitazionale di questi sia praticamente ininfluente applichiamo sotto il pavimento di questo laboratorio un qualcosa in grado di accelerare lo verso il soffitto cioè dal pavimento verso il soffitto essendo nello spazio non possiamo dire il basso verso l'alto diciamo dal pavimento verso il soffitto e l'accelerazione a cui lo facciamo viaggiare è esattamente uguale alla accelerazione gravitazionale terrestre ora per noi che siamo nel laboratorio tutto avviene come se fossimo sulla terra forse non abbiamo la possibilità di fare esperienze fisiche in grado di dirci se siamo appoggiati sulla superficie terrestre o se siamo nello spazio siderale con un motore che ci fornisce un'accelerazione costante accelerazione gravitazione hanno dunque ruoli equivalenti e di fatto l'accelerazione può creare un campo gravitazionale apparente subire un'accelerazione equivale dunque adesso in prossimità di una massa tanto più grande quanto più grande è l'accelerazione che subiamo a questa intuizione se ne accompagnerà un'altra che cambierà completamente la nostra visione dell'universo abbiamo visto che considerare la gravità come una forza creava problemi einstein riflette sul fatto che quando un corpo cade localmente il peso si sa nulla e quindi in un certo senso anche la gravità ma se come abbiamo visto l'orbita di un corpo non dipende dalla sua massa e i corpi che orbitano di fatto come ci aveva spiegato newton a stanno cadendo lo vediamo che qui sulla terra in assenza di aria tutti i corpi cadono la stessa velocità indipendentemente dalla loro massa allora non dovrebbe esserci nessuna forza che li attira verso la massa sulla quale stanno cadendo non c'è nessuna forza che attira la terra verso il sole perché se la sua orbita non dipende dalla sua massa allora al posto della terra posso metterci gualtiero che l'orbita sarebbe identica quindi è vero che una massa origina un campo gravitazionale ma questo campo cos'è non può essere costituito da forze che si trasmettono istantaneamente come aveva immaginato newton l'idea geniale di einstein è quella di cambiare completamente prospettiva dimenticarsi delle forze potremmo quasi dire dimenticarsi della fisica per andare all'origine e utilizzare semplicemente la geometria dalla teoria della relatività ristretta sappiamo che siamo immersi nello spazio tempo per einstein la gravità non è affatto una forza bensì una caratteristica geometrica dello spazio tempo quindi un campo gravitazionale è possibile descriverlo in termini puramente geometrici e questo è un volo della mente è qualcosa di destabilizzante è il trionfo della libertà del pensiero il campo gravitazionale è dunque una proprietà geometrica dello spazio tempo la gravità non è più una forza che si esercita nello spazio ma una caratteristica propria di ciò in cui siamo immersi lo spazio tempo è fatto così per ora ci teniamo qui questo concetto la prossima puntata vedremo le incredibili conseguenze di questo pensiero abbiamo costruito le basi per capire la grande rivoluzione della relatività generale l'affronteremo con figure nella puntata numero 8 e cercheremo di capire perché a proposito della relatività generale faymann disse la celebre frase non è tanto la teoria lasciare esterrefatti quanto il fatto che qualcuno abbia potuto pensarci come sempre vi ricordo più curiose sta in piedi e prosegue grazie alle persone che si iscrivono al canale che condividono i nostri video che commentano che mettono i like noi non abbiamo un ufficio stampa sono coloro che apprezzano il nostro lavoro che ci fanno conoscere col passaparola ma soprattutto grazie a quelli che gentilmente decidono di partecipare alla 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