ISTITUTO CRANIOSACRALE INTEGRALE

Interazione gravitazionale

Mediatori: gravitoni, ipotizzati ma non ancora rivelati.

L'interazione gravitazionale, o più brevemente gravità, è quella che ci tiene attaccati alla Terra, è la stessa che mantiene il nostro pianeta in rotazione intorno al sole, che tiene insieme il sistema solare con tutti i suoi pianeti, satelliti, pianetini, comete, meteore, polveri, e tutto quello che gira intorno al sole. È responsabile inoltre della interazione di tutte le stelle della nostra galassia, e di quella tra le altre galassie del nostro universo (vedi Cosmologia). Fra tutte le forze che conosciamo, (quattro come abbiamo visto) non è quella più forte, ma è quella che alla fine si fa sentire di più e più lontano. Inoltre ha una caratteristica peculiare: è soltanto attrattiva. Non c'è una gravità repulsiva, che allontana due oggetti. Le forze che allontanano sono di altra natura, ma non gravitazionali. Due oggetti nell'universo si attraggono tra di loro. Se poi non "cadono" uno nell'altro è perché esiste una energia di movimento che costituisce un modo per tenere in equilibrio i due oggetti stessi. Se però essi si dovessero "fermare" allora "cadrebbero" uno nell'altro. E per essere più precisi uno verso l'altro in funzione delle loro masse: chi ha più massa si muove di meno e attrae di più. La terra gira intorno al sole, se questo movimento di rivoluzione dovesse terminare, il sole, con molta più massa della terra e quindi una attrazione maggiore di quella che a sua volta la terra esercita sul sole, il sole, dicevo, andrebbe un po' verso la terra, ma molto più la terra verso il sole, fino a entrare in collisione. Quanto sia questo può essere calcolato tramite le leggi di Keplero e di Newton, ed è proporzionale al rapporto tra le masse. Chi ha scritto questa "legge di gravitazione universale" è stato Isaac Newton, ispirato, si dice, dalla famosa mela che cadeva dall'albero. Einstein, con la sua equivalenza tra massa ed energia, la famosissima E=mc²,  ci permette di allargare il campo d'azione della gravità, perché anche se un oggetto non ha massa, ha comunque energia, e per l'equivalenza tra di esse subirà l'effetto della gravità. Gli esperimenti sulla deviazione della luce in presenza di un campo gravitazionale hanno confermato tutto. La teoria di Einstein che descrive questo si chiama Relatività Generale. Possiamo dire che conosciamo molto bene la gravità ed i suoi effetti: siamo riusciti ad andare sulla luna ed a spedire sonde sui pianeti vicini, con precisione incredibile, grazie alla equazione di Newton sulla gravitazione ed alle leggi della meccanica classica. Funziona molto bene e si tratta solo di fare calcoli precisi introducendo le giuste variabili. Infine la gravità non è stata ancora inserita nel modello standard (vedi capitolo) perché i suoi effetti sono molto piccoli per oggetti molto piccoli, mentre si fanno sentire quando si ha a che fare con grandi masse (pianeti, stelle, galassie), quando si è a livello "cosmologico".

Come l'inverso del quadrato della distanza

Un'altra caratteristica è che la forza percepita, quello che si "sente", è proporzionale all'inverso del quadrato della distanza. Non scappate proprio adesso. Anche se sembra complicatissimo è in realtà estremamente semplice (e vedremo poi che anche l'interazione elettromagnetica funziona così). Allora: la distanza è quanto spazio separa i due "oggetti" che sperimentano la gravità. Supponiamo di avere due oggetti A e B della stessa massa a due metri di distanza (in fisica si suppone sempre di considerare degli oggetti e di dargli come indentificativo di solito A e B). Se facciamo il quadrato di questa distanza otteniamo due per due = quattro. Se facciamo l'inverso, ovvero uno diviso questo valore, quindi uno diviso quattro, otteniamo 0,25 o per essere più semplici un quarto (che poi è uno diviso quattro...). Questo significa che la forza sentita dagli oggetti a due metri di distanza è 0,25 volte (un quarto) di quella che sarebbe percepita ad un metro. Non ho usato subito un metro perché è il caso più semplice. Il caso uno ha la caratteristica di non cambiare le cose. Se si moltiplica o si divide per uno tutto rimane uguale. Lo prendiamo come caso di riferimento. Allora supponiamo che a distanza di un metro la forza sia 100 chili, quanto sarà a due metri? È facile no? 100 diviso quattro. La forza per 0,25 o per un quarto. Quindi 25 chili. E se adesso mettiamo gli oggetti a tre metri? Allora 3 al quadrato: 3 x 3 = 9.

Quindi poiché è l'inverso faremo 100 diviso 9 = 0,1111 con tanti uno a piacere, è un numero la cui divisione da un risultato che si può approssimare a piacere. Per in nostri scopi usiamo solo due cifre decimali. Ma se dovessimo mandare un astronauta su Giove dovremmo essere molto, molto più precisi. E se la distanza diventa 4? 4² = 16 quindi 100 diviso 16 = 0,0625 (questa volta proprio 0,0625 senza approssimazione). E così via. Molti scienziati hanno provato a misurare con estrema precisione questi valori, e la cosa che hanno trovato è che il numero a cui elevare la distanza è proprio due. Ovvero il quadrato. Non 2.0000000001 o 1.9999999999, no è proprio 2.000000000000 con tutti gli zeri che volete. Anche se può sembrarvi una cosa non tanto speciale, in realtà è un fatto eccezionale. Che il numero sia proprio 2 esatto e preciso. La legge che descrive il comportamento dei corpi celesti è assolutamente precisa. Ci troviamo in un universo in cui le forze tra i suoi elementi obbediscono ad una legge che usa numeri semplici... interessante no? E troveremo questo ancora una volta tra poco con l'elettricità.

Nella tabella di seguito metto una serie di valori per dimostrarvi che vuol dire che la forza va come "l'inverso del quadrato della distanza" (continua = numero di cifre all'infinito, per es. 0,11 diventa 0,1111111111... ecc.)

Vedete come la forza diminuisce sempre più man mano che la distanza aumenta. Ma però anche se la distanza arriva a valori grandissimi, astronomici per usare un termine adatto, l'interazione, anche se piccola, piccolissima, viene comunque sentita. Il campo d'azione della gravità è presumibilmente infinito, visto che l'universo a noi noto sta in piedi, o per aria se preferite, grazie a questa forza.

Quindi se vogliamo riassumere le caratteristiche dell'interazione gravitazionale possiamo dire che determina sempre la tendenza all'attrazione tra i corpi, o meglio tutto ciò che è dotato di energia (ricordate Einstein...). E non è repulsiva. Con l'aumentare della distanza diminuisce in maniera quadratica (e adesso sapete che vuol dire) e il suo raggio d'azione è, per quanto possiamo ipotizzare, infinito. È di Einstein anche un'interpretazione della gravità: secondo la relatività speciale la gravità ha degli effetti sullo spazio-tempo, ed è in grado di far curvare la luce. Questo vuol dire che un raggio di luce che passa vicino ad una stella viene leggermente deviato in funzione della massa della stella. Ciò è stato verificato sperimentalmente osservando la deviazione della posizione di alcune stelle durante delle eclissi di sole, per confermare l'esattezza della teoria di Einstein.