L’attrazione fatale di una mela

Ancora un’originale animazione prelevata dal sito di Massimo Mogi Vicentini che spiega in modo intuitivo perchè oggetti come la Luna e i satelliti artificiali ruotano attorno alla Terra senza cadervi.

Ricordo la legge di gravitazione universale pubblicata da Newton nel 1687:

"Qualsiasi oggetto dell’Universo attrae ogni altro oggetto con una forza diretta lungo la linea che congiunge i baricentri dei due oggetti, di intensità direttamente proporzionale al prodotto delle loro masse ed inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza".

Riporto integralmente il testo a corredo dell’animazione.

La mela di Newton.

Una mela cade da un’albero, supposto in quiete e trascurando la rotazione terrestre.

0:10 – Si immagina di riportare lo stesso evento a scala molto maggiore.

0:26 – L’accelerazione di gravità agisce verso il centro terrestre, in verticale alla posizione della mela (freccia rossa).

0:32 – A questa scala si evidenzia bene la conseguenza della rotazione terrestre: in un certo tempo la sommità dell’albero si sposta su un arco maggiore della base, benchè la velocità angolare sia la medesima (prima e seconda freccia bianca).

0:37 – La mela cade nuovamente. Essa conserva la componente tangenziale della velocità d’inizio (freccia bianca) avvicinandosi al suolo.

0:44 – La gravità è sempre diretta verso il centro (freccia rossa diritta), ma la traiettoria risultante (freccia curva) devia la mela verso est, a precedere la base dell’albero.

0:47 – Si immagina l’esperimento a scala ancora maggiore.

0:58 – La mela inizia la sua caduta, ma la deviazione è tale da farle mancare del tutto la Terra.

1:09 – La caduta non ha fine, e prosegue su una traiettoria chiusa e periodica. Tale è il moto dei satelliti, naturali o lanciati dalla Terra. Da un albero alto 40mila km. non si libererebbe nulla, trovandosi a quota geostazionaria: il periodo orbitale coincide con le 24 ore di rotazione.

Nota – Non è certo che Newton abbia realmente osservato una mela cadere. E tanto meno che, nel caso, abbia ragionato per estrapolazione a questo modo. L’autore ha liberamente fantasticato sul presunto episodio.

 

Un nuovo pianeta…. molto fotogenico

Fomalhaut è la diciottesima stella più brillante del cielo visto dalla Terra ed è lontana da noi circa 25 anni luce. E’ una stella giovane, con un’età di soli 200 milioni di anni. Rispetto al Sole, la sua massa è 2,3 volte più grande, la sua luminosità 15 volte superiore, e il suo diametro 1,7 volte più grande. È circondata da un grande disco di polveri. Fomalhaut è una stella abbastanza facile da individuare, perché è la stella più luminosa di una regione celeste particolarmente vuota. In Italia è visibile verso sud in autunno, soprattutto a settembre e ad ottobre.

Questa stella, di recente è salita agli onori della cronaca perchè attorno ad essa orbita il primo pianeta extrasolare ad essere fotografato. Da diversi anni si hanno prove inequivocabili, ma indirette dell’esistenza di pianeti extrasolari, tuttavia mai sino ad ora ne era stato fotografato uno con tanta chiarezza. Le immagini catturate dal Telescopio spaziale Hubble nel 2004 e poi nel 2006 mostrano la stella Fomalhaut circondata da un anello di polveri. Una macchia bianca all’interno dell’anello si è spostata nell’arco dei due anni compiendo un breve tratto di un orbita ellittica molto ampia: si tratta di un pianeta, che, dai calcoli effettuati, risulta avere un periodo di rivoluzione di 872 anni.

 

I pianeti extrasolari sono un campo di ricerca affascinante, non soltanto per gli addetti ai lavori, soprattutto perchè il loro studio può dare risposta a una delle domande più assillanti dell’umanità e cioè se siamo soli nell’universo e se esiste una qualche forma di vita altrove. L’interessante intervista all’astronomo Paolo Tozzi (link) illustra come le recenti scoperte abbiamo aperto nuovi orizzonti in questo settore.