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I BUCHI NERI

17 giugno 2016

EINSTEIN E LA RELATIVITÀ

Agli inizi del secolo scorso, Albert Einstein formula la teoria della Relatività, che va ad affiancare la teoria di gravitazione  di Isaac Newton. Per Newton la gravità crea un campo simile a quello prodotto da un magnete:  questo campo fa sì che la Terra eserciti su una mela o sulla Luna una “forza” che le attira. È un fatto normale: tutti i corpi che possiedono una massa esercitano tale forza. Einstein, invece, formula un’altra ipotesi : tutti i corpi dotati di massa, dal Sole fino a una biglia, curvano lo spazio attorno a se stessi. Per avere un’idea di ciò che significa basta pensare a una palla appoggiata su un materasso: deforma la superficie su cui poggia e scorre. Questo esempio riguarda uno spazio a due dimensioni, mentre Einstein pensava ad uno spazio a tre dimensioni:un po’ più difficile da immaginare. La Relatività generale ipotizza anche che un oggetto con densità molto elevata e con una grande massa può collassare su se stesso fino a concentrarsi in un punto a densità infinita. Quel punto è chiamato singolarità. La singolarità deforma così pesantemente lo spazio attorno a sé che neppure la luce, se vi passa sufficientemente vicino, può uscirne. Siamo così arrivati a immaginare un buco nero.

Deformazione Spazio-Tempo da parte della Terra

BUCHI NERI

La stella (ormai supernova, ovvero già esplosa) deve avere una massa davvero elevata per poi collassare su se stessa e formare così una regione di spazio che attira tutto ciò che vi si avvicina. La forza di attrazione gravitazionale di esso è immensa: qualunque cosa che gli passi troppo vicino viene catturata e vi cade dentro, senza poterne più uscire. Nemmeno un raggio di luce, che è la cosa più veloce che esista in natura, può sfuggire a questo mostro: non potendo emettere radiazioni, esso è completamente oscuro e non può essere “visto”. Da ciò deriva l’aggettivo “nero” che gli viene attribuito. Cosa succede però quando due buchi neri sono vicini? Dato che attraggono a sé tutto ciò che li circonda cominceranno ad avvicinarsi sempre più fino a fondersi l’uno con l’altro. Questa “unione” da origine a due “eventi” importanti: la creazione di un buco nero ancora più massiccio e la creazione di onde gravitazionali.

Buco Nero che risucchia una stella.

ONDE GRAVITAZIONALI

Quando due buchi neri si fondono, le loro masse si uniscono ma non sarà mai una somma perfetta, la parte “mancante” verrà trasformate in una energia diversa, quella delle onde gravitazionali che inizieranno ad espandersi verso tutto l’universo.Questo fenomeno è un’ulteriore conferma alla teoria della relatività di Einstein secondo cui la massa può trasformarsi in energia ( E=mc² ).

Buchi Neri in relazione tra loro creando onde gravitazionali

TEORIA DEI “WORMHOLE”

Un Wormhole, anche detto ponte di Einstein-Rosen o  tunnel spazio-temporale, è un passaggio nello spazio-tempo che permetterebbe di percorrere istantaneamente enormi distanze intergalattiche. Questa teoria prevede che due buchi neri riescano a deformare lo spazio-tempo a sufficienza da incontrarsi in un punto, formando cosi una specie di “ponte” di collegamento istantaneo a prescindere dalla distanza effettiva.

Due buchi neri connessi tra loro

 

 

Per approfondire cliccate sui seguenti link:

http://www.lescienze.it/argomento/buchi%20neri

http://www.treccani.it/enciclopedia/buchi-neri_(Enciclopedia-dei-ragazzi)/

http://www.nasa.gov/audience/forstudents/k-4/stories/nasa-knows/what-is-a-black-hole-k4.html

 

                                                                                         Sara Fusco

Flavio Orlando

Tirocinanti presso “La Torre del Sole”

Giugno 2016

 

Turn over nella vita di Giovanni Keplero

19 gennaio 2014

Misuravo i cieli, ora fisso le ombre della terra

Johannes Kepler Kopie eines verlorengegangenen Originals von 1610

Keplero, professore di matematica, musicista, esperto latinista e assistente di Tycho Brahe, nasce in Germania a Weil nel 1571 e muore a Regensburg nel 1630. Deve aspramente lottare con protestanti e cattolici per le sue idee e solo a fatica riesce a procurarsi i mezzi per pubblicare le sue opere. In una delle sue prime esperienze esalta attraverso la poesia lirica la bellezza, la perfezione e la divinità dell’universo  in cui vedeva l’immagine della trinità divina. Al centro del mondo starebbe il sole, immagine di Dio Padre, dal quale deriverebbe ogni luce, ogni calore e ogni vita. Il numero di pianeti e la loro disposizione intorno al sole risponderebbero ad una precisa legge di armonia geometrica. I sei pianeti costituirebbero infatti un poliedro regolare e si muoverebbero secondo sfere inscritte o circoscritte al poliedro delineato dalla loro posizione reciproca. In quest’opera attribuiva il movimento dei pianeti ad una loro anima motrice. Nei suoi scritti astronomici ed ottici al posto delle intelligenze capaci di produrre movimenti pone forze puramente fisiche e ritenne il mondo legato alla quantità e la materia legata ad un ordine geometrico. Rimane però sempre fedele al principio che l’oggettività del mondo si fa capo alla proporzione matematica contenuta in tutte le cose. Proprio grazie a questo principio Keplero scopre le leggi dei movimenti dei pianeti.

Grazie alle osservazioni di Tycho Brahe, infine, riesce a correggere la dottrina di Copernico, che pone il sole al centro del sistema delle orbite dei pianeti componenti il sistema solare, e riconosce nella proporzione matematica l’oggettività naturale. Keplero viene ricordato soprattutto per i suoi studi empirici circa le orbite descritte dai pianeti attorno alla stella; più precisamente il Sole. Secondo il matematico, che poco più di 30 anni dopo la morte dell’astronomo polacco Copernico riprese in considerazione i suoi lavori, elaborò le seguenti ipotesi mai dimostrate scientificamente da lui:

1° legge «L’orbita descritta da un pianeta è un’ellisse, di cui il Sole occupa uno dei due fuochi»

 2° legge « Il segmento (raggio vettore) che unisce il centro del Sole con il centro del pianeta descrive aree uguali in tempi uguali»

3° legge «Il quadrato dei tempi che i pianeti impiegano a percorrere le loro orbite sono proporzionali ai cubi delle loro distanze medie dal sole» .

La 3° legge è, a nostro avviso,  la più interessante dimostrabile, molto semplicemente, conoscendo la legge di gravitazione universale di Newton promulgata però, circa un centinaio di anni dopo. Essa afferma che nell’universo ogni punto materiale attrae ogni altro punto materiale con una forza che è direttamente proporzionale al prodotto delle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza .

NewtonsLawOfUniversalGravitation

dove:

  • F è la forza tra le masse,
  • G è la costante di gravitazione universale,
  • m1 è la prima massa,
  • m2 è la seconda massa, e
  • r è la distanza tra i centri delle masse.

La terza legge di Keplero si può rappresentare mediante la seguente formula matematica:

T²/a³=K

Questo rapporto dovrebbe risultare, per tutti i pianeti del sistema solare pari a  1.

Distanze medie dei pianeti dal Sole e loro periodo di rivoluzione

PIANETA

DISTANZA MEDIA DAL SOLE (UA)

PERIODO DI RIVOLUZIONE (ANNI)

Mercurio

0,387

0,241

Venere

0,723

0,615

Terra

1

1

Marte

1,524

1,881

Giove

5,203

11,862

Saturno

9,539

29,458

Urano

19,19

84,014

Nettuno

30,06

164,79

Plutone

39,53

248,5

Mensus eram coelos, nunc terrae metior umbras. Mens coelestis erat, corporis umbra iacet

“Misuravo i cieli, ora fisso le ombre della terra. La mente era nella volta celeste, ora il corpo giace nell’oscurità”, è emblematico l’epitaffio sulla lapide fatto incidere per sua volontà, proprio da Giovanni Keplero, dopo la sua morte, nel 1630.

Manuel Gherardi e Matteo Prando

alunni della 3AL del Liceo Turoldo di Zogno – BG, in alternanza scuola lavoro presso La Torre del Sole.


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