Gravità: un libro aperto - 1

Sperimentare la gravità
Gravità: un libro aperto - 1
La continua ricerca sulla forza di gravità nel corso degli ultimi tre
secoli ha portato a notevoli sviluppi nei campi delle scienze pure,
come la fisica, e di quelle applicate, come l’ingegneria.
Non dobbiamo però pensare di conoscere già tutto ciò che c’è da
sapere a riguardo. Non dimentichiamo, infatti, che la scienza progredisce acquisendo nuove verità che valgono solo fino a prova
contraria, e che nell’ambito scientifico non esistono verità assolute. D’altra parte, chi può pretendere di conoscere in modo assoluto le Leggi della Natura? Se l’uomo ne fosse capace, avrebbe già
potuto imitare la Natura ed il suo creato a scopi pacifici e migliorativi, e potrebbe prevederne molti degli avvenimenti. Eppure
siamo ben lungi da questi obiettivi.
Oggi la ricerca sulla gravitazione rientra negli argomenti della
Fisica Teorica, della Cosmologia, ma anche dell’Astrofisica e della
Fisica delle particelle elementari.
In quest’ultima sezione cerchiamo di riepilogare, senza alcuna
pretesa d’essere esaustivi, la moderna visione della gravità,
accennando le complesse
LA GRAVITA’… È DAVVERO UNA FORZA?
Come abbiamo spesso ripetuto, Newton ha ipotizzato che esiste una forza
universale di gravitazione. In poche parole la stessa forza che fa cadere la
mela per terra è anche responsabile del moto dei pianeti. Tale forza è concepita come una "azione a distanza". Questo significa che non c’è nessun
meccanismo di trasmissione di questa forza; ciò purtroppo causa alcuni problemi alla teoria. Le successive formulazioni matematiche di questo concetto lo hanno trasformato in "campo di forza". In questo contesto, possiamo
formulare la legge di Newton dicendo che ogni corpo dotato di massa modifica le proprietà dello spazio circostante, producendo un campo di forza, di
cui esso stesso è sorgente. All’inizio, il concetto di campo era solo un artificio matematico. In un secondo tempo si scoprì che il campo gravitazionale
è una proprietà reale dello spazio-tempo. La materia dice allo spazio-tempo
come curvarsi in sua presenza mentre, simultaneamente, lo spazio-tempo
dice alla materia come muoversi al suo interno.
La presenza di grandi masse deforma
la geometria dello spazio-tempo,
determinando le traiettorie dei corpi
che si muovono in prossimità
Teorie fisiche e forze della natura
La meccanica quantistica descrive un regno popolato da minuscoli personaggi, 10.000 trilioni di volte più piccoli del mondo che sperimentiamo
quotidianamente. La relatività generale, al contrario, descrive un regno
abitato da oggetti fino a 10.000 volte più grandi.
Per decenni i fisici si sono sforzati di unificare entrambe le teorie e di trovare un collegamento tra le due dimensioni, il molto grande e il molto
piccolo. Tale collegamento è difficoltoso a causa delle caratteristiche della
forza di gravità
Stringhe e gravitoni
Una delle teorie più moderne della fisica attuale, apparentemente in
grado di unificare la meccanica quantistica e la relatività generale, è la
teoria delle stringhe. Secondo tale teoria, l’universo vivrebbe in 11
dimensioni invece di quattro (tre spaziali ed una temporale), e in tale
universo sarebbe il gravitone la particella elementare capace di “trasportare” la forza di gravità, simile al fotone che trasporta l’energia elettromagnetica. La teoria delle stringhe prevede che parti di queste nuove
dimensioni si sovrappongano alle nostre dimensioni conosciute in aree
non più grandi di un chicco di riso e non più piccole di una stringa, circa
10-33 cm. Sembrerebbe proprio che il nostro mondo quadridimensionale galleggi sulla superficie di una realtà più profonda, come una foglia
sulle acque di un fiume. L’elettromagnetismo e le forze nucleari sarebbero tutte limitate alla superficie, ma la gravità potrebbe “emergere dal
profondo” e avere origine in altre dimensioni. Ciò, per quanto esotico,
spiegherebbe l’estrema debolezza della gravità.