24 dicembre 2017

Analogia tra forza gravitazionale e forza elettrica.


La forza gravitazionale si genera per il solo fatto che un corpo occupi spazio, perturbandolo (ricordate il lenzuolo teso dai quattro vertici con dentro un peso che lo fa "curvare"? Effetto di tale perturbazione è il manifestarsi della forza di gravità che è direttamente proporzionale alle masse in gioco che si attraggono (possono soltanto attrarsi) ed inversamente proprorzionale al quadrato della loro distanza.
Nella forza elettrica, in maniera simile, i corpi carichi si attraggono, ma possono anche respingersi (a seconda del segno opposto o uguale delle cariche) con una forza che anche qui agisce lungo la congiungente dei due corpi; l'intensità è direttamente proporzionale alle loro cariche, ed inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza.
Ma cosa sono esattamente le onde gravitazionali?
Concretamente, esse rappresentano la propagazione alla velocità della luce di deboli increspature nella curvatura nello spaziotempo (come quelle prodotte da un sasso gettato dentro uno stagno).
Da un punto di vista più matematico, però, le onde gravitazionali nascono come soluzioni delle equazioni di Einstein in campi gravitazionali deboli, cioè in superfici “quasi piatte”. In questo senso la teoria le definisce come “soluzioni delle equazioni di Einstein”, cioè relative a piccole curvature dello spaziotempo, esattamente come le onde elettromagnetiche sono soluzioni particolari di altre equazioni, le equazioni di Maxwell, e le onde su una superficie liquida sono soluzioni delle equazioni dell’idrodinamica. In tutti questi casi, le onde sono solo delle piccole perturbazioni che si allontanano dalla sorgente che li ha prodotti, e sono di tipo trasverso, ossia producono cambiamenti nella direzione perpendicolare a quella in cui si propagano.
Conosciamo abbastanza bene la forza elettrica e le apparecchiature che la sfruttano, alcune di esse riescono ad amplificare gli effetti di tale forza, anche di molto.
Ma soltanto da pochi mesi è stato possibile rilevare le onde gravitazionali, prima di adesso mancavano le apparecchiature in grado di rilevarle: l'interferometro LIGO negli Stati Uniti e quello italiano VIRGO le hanno rilevate.
Delle onde gravitazionali sappiamo quasi nulla, non sappiamo ad esempio se sia possibile amplificarne gli effetti, come avviene per le onde elettriche o elettromagnetiche. Se tale amplificazione fosse possibile che si realizzi con interazioni naturali, si tradurrebbe in un grande aumento della gravità generale presente nello spazio, come se vi fosse presente una enorme quantità di materia invisibile, che molto probabilmente è già stata definita "materia oscura"; gli scienziati ne osservano gli effetti ma non la vedono.
FORZE DI INTERAZIONE Le forze di interazione conosciute che si manifestano in natura sono principalmente quattro: interazione gravitazionale: agisce su tutti i corpi; interazione elettromagnetica: agisce tra i corpi elettricamente carichi; interazione nucleare forte: agisce tra i protoni e i neutroni dell'atomo; interazione nucleare debole: agisce tra alcuni nuclei atomici.
Abbiamo già definito la gravità come: "deboli increspature nella curvatura nello spaziotempo", il termine debole non deve però trarre in iganno. Sappiamo bene cosa avviene in un atomo di uranio, che neppure vediamo tanto è piccolo, quando viene in collisione con un neutrone e quanta energia può produrre una bomba atomica.
Possiamo quindi ipotizzare che forze molto deboli (gravitazionali) o particelle molto piccole (atomo), possano produrre fenomeni giganteschi: anzi, sembra che la natura funzioni proprio così.

Commenti: Posta un commento

Iscriviti a Commenti sul post [Atom]





<< Home page

This page is powered by Blogger. Isn't yours?

Iscriviti a Post [Atom]