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La gravitazione universale
La gravitazione universale
La gravitazione
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è forse la parte più conosciuta
dell’intera opera di Newton.
Anche in questo caso le osservazioni e le intuizioni più
importanti ebbero luogo durante il ritiro forzato a Woolsthorpe a causa
dell’epidemia di peste.
È celebre l’episodio, narrato da Newton stesso,
della
caduta di una mela dall’albero: egli diceva che tale
fenomeno,
osservato un giorno mentre era assorto nei suoi pensieri, lo
incuriosì, constatando che esso avveniva sempre in direzione
verticale, e lo portò a domandarsi perché mai
anche la
luna (che probabilmente capitò nel suo campo visivo
contemporaneamente) non si comportasse allo stesso modo.
Veniva così a cadere definitivamente la separazione tra il
mondo
terrestre e quello celeste, esistente fino dai tempi di Aristotele (IV
sec. a.C.), secondo cui i due mondi avrebbero avuto nature
completamente diverse tra loro, attribuendo al mondo superiore una
caratteristica di perfezione negata al mondo sublunare. Tale
differenza, per altro già messa in dubbio da parecchi
studiosi,
divenne assai labile in particolare con Galileo e con
l’avvento
di cannocchiali e telescopi che permisero di constatare che la
superficie dei pianeti più vicini (in particolare la Luna)
è di aspetto assai simile alla superficie terrestre.
Sfortunatamente Galileo, anche per l’impazienza di far
riconoscere le proprie scoperte e divulgarle, nonostante i contrasti
con la Chiesa di Roma che si sentiva ancora minacciata dalla
rivoluzione iniziata da Copernico, fu distolto dal proseguire i suoi
studi.
Con Newton, vissuto nell’ambiente protestante inglese, assai
più liberale rispetto a quello di Galileo, la summenzionata
differenza cadde definitivamente allorché egli fu in grado
di
dimostrare che il comportamento della Luna e degli altri pianeti allora
noti del sistema solare sottostava alla stessa legge che regola la
caduta di oggetti pesanti sul pianeta Terra.
Infatti egli considerò che la Luna potesse essere vista come
un
proiettile lanciato perpendicolarmente al raggio Terra – Luna
con
forza sufficiente a impedire che essa cadesse sulla Terra, ovvero che
il satellite si muovesse con una velocità tale da
equilibrare la
forza di attrazione centripeta (la stessa che agisce sulla mela) con la
forza centrifuga che caratterizza i moti circolari dei corpi dotati di
massa e definita con precisione dall’olandese Christiaan
Huygens
(la stessa forza che, come anche Newton stesso aveva osservato, tira
verso l’esterno i bambini in un girotondo).
I primi calcoli in tal senso non furono molto precisi in quanto,
nell’isolamento di Woolsthorpe, non fu possibile a Newton
procurarsi dati precisi sulle dimensioni dei due pianeti e della loro
distanza reciproca: pertanto inizialmente sembrò risultare
che
la forza gravitazionale non fosse sufficiente, da sola, a trattenere il
satellite terrestre nella sua orbita e così gli studi
vennero
accantonati per qualche tempo.
Alcuni anni dopo, verso il 1671, l’astronomo francese Jean
Picard
compì una precisa misurazione
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di un arco di un grado di
meridiano terrestre per porre le basi per gli studi
dell’Osservatorio di Parigi, nato per ordine di Luigi XIV
qualche
anno prima. La misura diede il risultato di 57060 tese (tesa francese =
m. 1,949), valore che risultò molto preciso, presentando un
errore pari allo 0,1% rispetto al valore attuale. Inoltre in quegli
stessi anni vengono misurate le distanze Terra – Sole (circa
150
milioni di chilometri) trovando un valore circa venti volte superiore a
quello fino ad allora ipotizzato: in tal modo si rende possibile
dimensionare con molto maggior precisione il sistema solare allora
conosciuto, essendone già note le proporzioni.
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