perché le cose cadono le cose cadono a terra perché sono attratte le cose la gravità Che cos'è la gravità sembra banale ma c'è la gravità c'è cominceremo a raccontare di uno dei misteri che da sempre affascina tutti su cui si sono avventurati tantissimi scienziati uno dei primi era Aristotele Aristotele ai tempi di Galilea era l'autorità quello che diceva doveva essere la verità non si poteva dire il contrario di Aristotele ed Aristotele credeva che il moto di di un corpo in caduta libera fosse a velocità costante e più il corpo era grande più andava veloce cioè perist se prendo una una un corpo di 1 kg e prendo un corpo di 2 kg quello di 2 kg cadrebbe giù con la velocità doppia di quella di uno e qui Galileo comincia a fare delle prove degli esperimenti comincia a costruire apparecchi e scopre scopre che in realtà la caduta dei gravi non dipende dal peso ricordate i famosi esperimenti che non si sa se sono mai esistiti quelli della torre di Pisa Galileo saliva sulla torre gettava dei massi con pesi diversi e vedeva che questi oggetti cadevano tutti e due alla stessa nello stesso istante cioè se si trascurano gli attriti i corpi cadono istantaneamente famoso esperimento di Una sferetta di metallo ed una piuma lanciarli in uno spazio dove non ci sono attriti dove non c'è aria e pare che questo questo esperimento è stato fatto sulla luna Sulla luna pare sia stato Boldrin a prendere questi due oggetti e lasciarli cadere sulla superfici lunare Si vede che cadono per smontare l'autorità di Aristotele aveva costruito un piano inclinato enorme lungo un piano di di 10 m e il 1604 E cosa in che cosa consisteva questo esperimento di Galileo Galileo che era un esperto musicista Aveva aveva trovato un marchingegno intelligente per capire la velocità della caduta dei gravi e cioè Galileo Aveva aveva posto dei campanellini su un piano inclinato che suonavano quando venivano colpiti da qualcosa che rotolava su questo piano e li aveva messi ad una distanza l'uno dall'altro In modo tale che il il suono che veniva emesso era lo stesso allo stesso tempo però Come si potrebbe pensare le distanze di questi campanellini non erano uguali in realtà questa distanza aumentava aumentava con il quadrato dei tempi queste distanze aumentano man mano che si scende lungo il piano e questo dimostrava proprio che la relazione tra il lo spazio percorso ed il tempo impiegato a percorrerlo non era lineare bensì era quadratica Cioè se io voglio che i campanellini suonino allo stesso tempo l'uno dall'altro devo distanziarli del quadrato del tempo quindi c'è qualcosa di nuovo c'è qualcosa di che non è stato ancora concepito l'accelerazione l'accelerazione è la variazione della velocità nel tempo Galileo un giorno si accorge però di un altro fatto guardando l'acqua del mare muoversi ebbe l'idea di di pensare che questo movimento strano dell'acqua era dovuto al al movimento della ter del resto se fate l'esperimento di prendere una bacinella piena d'acqua e muoverla vedete che il movimento dell'acqua è l'effetto del vostro moviment cheero però dal canto suo aveva ino un'altra cosa e cioè Secondo lui questo movimento dell'acqua quello che oggi noi conosciamo come una marea le maree perché plero doveva essere l'attrazione lunare sulla Terra cosa che per Galileo non era accettabile in quanto non non era scienza questa questa era astrologia Come può un un qualcosa di distante che non è a contatto con con la terra come può avere un influsso sulla Aca sarebbe un'attrazione a distanza sarebbe astrologia poi qualche anno più tardi Un giovane venne un certo Isaac Newton si era rinchiuso nella sua casa di campagna C'era C'era la peste e essendo un un genio arrivò a concepire quella che è nota come la legge di gravitazione universale Che cos'è questa legge Newton anzitutto scrive una matematica nuova una matematica che ancora non esisteva il calcolo infinitesimale è una matematica avanzata tratta concetti come l'infinito tratta di quantità infinitesime rapporti incrementali e una matematica molto vicina alla fisica prima di Newton la matematica era geometria la geometria cartesiana voi Quindi vi dovete immaginare questo questo ragazzo 23enne che ogni tanto usciva fuori andava in giardino ad ammirare la natura ed un giorno un giorno successe qualcosa che la scienza oggi ovviamente ne è riconoscente di questo e non sappiamo se è una leggenda ma a noi ci interessa che sia qualcosa di verosimile Newton è seduto in giardino vede ad un certo istante lo sguardo si dirige verso una che si stacca da dall'albero e cade giù a terra Ora fino a a questo evento nessuno aveva mai immaginato quello che Newton aveva in quel momento pensato nella mente perché la mela è caduta c'è qualcosa c'è una forza qualcosa che attira questa Mel e la fa cadere e Newton Immagina Probabilmente questa forza ha un'azione di dell'Ordine dei 10 m Cioè arriva questo influsso fino all'albero e basta Poi ad un certo istante Newton guarda guarda guarda su e vede la luna e le immagina ma questa forza per caso si estende fino alla luna Cioè arriva fino fino ai confini del della terra e poi pensa tra sé e sé però la luna non cade che cosa succede il mistero Boh forse questa questa forza è causa anche della della Luna del moto della luna che gira sopra di noi e poi Newton si corregge Si si pone la domanda ma ma perché non cade la luna cioè se la mela cade a terra perché viene attratta da qualcosa allora anche la luna dovrebbe cadere giù e qui Newton fa un esperimento un esperimento mentale che va sotto il nome dell'esperimento del Cannone il cannone di Newton Newton dice immaginiamo di prendere un cannone potente un cannone enorme e di portarlo sulla cima di una montagna magari sull'everest lanciamo un colpo con il cannone in orizzontale che cosa cosa Vedremo vedremo e compiere una una parabola e cadere questo oggetto da qualche parte sulla terra Allora Newton dice aumentiamo la potenza spariamo una bomba più grande e allora questo colpo andrà più avanti allora aumentiamo di più la potenza questo colpo compirà una parabola più lunga avrà una una maggiore gittata e così via E qui dice se AV una potenza tale da lanciare un colpo in modo tale da da avere una una gittata più lunga della del del raggio terrestre Allora questo questo colpo non cadrà mai cioè entrerebbe in orbita cioè un oggetto in orbita è come se cadesse all'infinito sulla terra e quindi Newton direbbe E questo oggetto se avessimo la pazienza di rimanere lì vicino al Cannone dopo un po' di tempo ci ci colpirebbe di dietro da qui Newton intuisce che la stessa forza che fa cadere gli oggetti a terra è responsabile delle del fatto che i pianeti ruotano intorno alla Terra la legge di gravitazione [Musica] universale ma c'era un enigma c'era un problema grave come fa la gravità ad agire nel vuoto cioè tra tra la terra e la luna non c'è niente ci dovrebbe essere una una un'azione a distanza cioè qualcosa che prima di Newton fino a Newton non era concepito non era accettabile una cosa del genere era magia tutti erano sconvolti anche Newton non lo sapeva ma lo accettava Cioè non gli interessava capire a fondo cosa cosa fosse Questa interazione distanza per lui funziona e quindi tutto a posto la legge di gravitazione di Newton fino al secolo scorso è stata il massimo la massima descrizione dei fenomeni gravitazionali però c'era qualcosa che la gente la gente metteva la polvere sotto il tappeto pur di non addentrarsi in questi misteri c'erano delle anomalie una di queste che spinse alcuni scienziati ad approfondire la cosa era la precessione del perielio di mercurio Che cos'è questa cosa Il perielio è il punto dell'orbita dove il pianeta è è alla distanza minima dal sole ora il perielio di mercurio ha una precessione cioè questa distanza minima dal sole non è costante ma ruota Cioè mentre Mercurio ruota intorno al sole compie un moto di precessione ora la teoria di Newton non spiegava questo fenomeno bene Cioè se uno va a misurare questo fenomeno Trova un valore diverso da quello previsto dalla teoria di Newton e questo era un problema c'era qualcosa che non funzionava e quindi la gente che cosa diceva diceva Ma secondo me c'è qualche pianeta che non abbiamo trovato il pianeta Vulcano ad esempio che disturba questa provoca delle fluttuazioni che poi noi nelle misure lì li vediamo come dati diversi da quelli di Newton così la gente se la cavava fin quando non entrò nella scena un giovanotto che lavorava all'ufficio brevetti di bern stiamo parlando di Albert Einstein Ora molti si chiedono perché Einstein ha indagato questi questi misteri della gravità perché abbiamo dovuto cambiare la visione di Newton Se con la stessa legge di Newton abbiamo mandato i razzi fin sulla luna il motivo Era del tutto peculiare spesso le scoperte si fanno per per caso o per passione o per bellezza delle leggi fisiche Tutto nasce dalle equazioni dell'elettrodinamica Einstein inizia il suo percorso verso la relatività cercando di risolvere delle anomalie nelle equazioni di Maxwell secondo lui c'erano delle asimmetrie in queste leggi che bisognava aggiustare nel 1905 pubblica un articolo uno dei cinque articoli dell' annus Mirabilis sull'elettrodinamica dei corpi in movimento dove spiega Einstein che bisogna riformulare la fisica Lo spazio ed il tempo danno origine allo spazio-tempo la velocità della luce è irraggiungibile la cosa più veloce che esiste nasce il principio di relatività einsteiniana e quindi la relatività ristretta Poi però Einstein 10 anni dopo arriva alla sua generalizzazione massima che è quella della relatività generale in cui la gravità non non è una forza ma è una curvatura dello spazio-tempo cioè la gravità e geometria Einstein lo dice lo dice lui nel nei suoi scritti nella sua biografia arriva a questo passaggio dalla relatività ristretta a quella generale in quello che lui chiamò il mio pensiero più felice che cosa era successo ad Einstein lui racconta che era seduto nel suo ufficio quando ad un certo punto guardando la stazione di Berna dei treni lui era ai piani alti dell'ufficio immaginò un uomo cadere giù dalla finestra lui si immedesimo in questo in quest'uomo e disse Se io sono in caduta libera magari ho un oggetto con me in mano e e lo lascio questo oggetto ovviamente Siccome siamo in caduta libera insieme io e l'oggetto siamo fermi Cioè in qualche modo io non sento più l'attrazione gravitazionale C cioè aista intuisce che l'accelerazione può simulare un campo gravitazionale cioè la stessa cosa e lo stesso fenomeno sarebbe equivalente se ci troviamo in una in una in una navicella tutta chiusa e questa navicella inizia a partire nel vuoto dove non c'è gravità non c'è niente Allora percepiamo un campo di gravità perché il pavimento ci incolla a terra i piedi ed è come se fossimo su un pianeta dove c'è la gravità cioè Einstein arriva al principio di equivalenza quello che succede ad un corpo in un sistema in caduta libera è equivalente ad un sistema sottoposto ad un campo gravitazionale cioè vicino ad un campo di gravità lo stato naturale non è quello di quiete Ma è proprio quello di caduta libera e qui Einstein va avanti compie un passo ulteriore scopre che anche la luce la luce viene curvata da questa gravità Cioè in soldoni la relatività generale afferma che le masse incurvano lo spazio-tempo e i pianeti si muovono questo mollusco dice Einstein non perché ci sono delle forze che li attirano Ma perché questi pianeti seguono la curvatura dello spazio-tempo le geodetiche e anche la luce anche la luce segue questa curvatura la luce viene incurvata e e questo è quello che vedrebbe una persona magari di nuovo se siamo in una ascensore e l'ascensore è fermo ed io con una luce un laser accendo un fascio se sono fermo se Sono nell'ascensore e vedo questo fascio andare dritto però se sono in caduta libera ad esempio e c'è qualcuno che sta guardando il fattaccio da fuori e vedrà questo raggio laser incurvarsi come una parabola proprio perché c'è la gravità c'è la gravità che incurva la luce ed Einstein ricordiamo ebbe diverse difficoltà a a formulare questa questa relatività generale per la la matematica complessa il calcolo tensoriale che stava imparando faticosamente e ricordiamo il contributo degli italiani Tulio Rev cvita e Ric curbastro che aiutarono Einstein a ad imparare questo calcolo assieme a Marcel Grossman Un suo vecchio amico del Politecnico di Zurigo che gli aveva gli aveva inviato l'articolo di ricci dove c'era il calcolo tensoriale che era proprio lo strumento principe per scrivere le equazioni covarianti c'è anche questo duello con hilbert Proprio negli ultimi giorni prima di presentare queste equazioni David hilbert aveva scoperto aveva scoperto questa cosa e si era messo anche lui in competizione con Einstein per cercare di risolvere queste equazioni di campo poi ovviamente hilbert disse espressamente Disse proprio che la teoria era di Einstein C'è chi dice che le risorse Prima c'è chi dice che e le risolsero insieme queste equazioni Insomma hilbert ovviamente disse apertamente che la teoria era di Einstein tutta la la la differenza tra la legge di Newton quella di Einstein era racchiusa in un due c'era un fattore di di due di differenza tra le previsioni di di Newton sulla precessione del perielio di mercurio e la teoria di Einstein Allora Arthur eddington uno dei maggiori astronomi di quel tempo inglese fece una spedizione in Africa fece delle misure su un eclissi un eclissi nel 1900 19 che confermò la teoria di Einstein da quel giorno divenne Einstein l'uomo più famoso del mondo oggi dopo 100 anni o più la relatività di Einstein centinaia di migliaia di esperimenti la confermano ulteriormente qualche anno fa sono state scoperte le onde gravitazionali previste dalla relatività e quindi questo Questo mostra come la visione questo ragazzo di 20 di 25 anni ancora ha superato la prova dello spazio e del tempo mi raccomando se non l'avete fatto iscrivetevi a questo canale lasciate un commento un like un mi piace 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