Gravità
La gravità è una forza naturale di attrazione che esiste tra tutti gli oggetti dotati di massa nell'universo, ed è responsabile dell'attrazione che un corpo esercita su un altro corpo.
Essendo un argomento molto importante in fisica, ci limitiamo, in questa pagina, a fare qualche breve richiamo storico sugli eventi che hanno condotto alla definizione generale delle leggi che lo descrivono.
Una formulazione più dettagliata di queste leggi e degli altri argomenti che ne stanno al contorno sono riportate nelle seguenti pagine:
La forza di gravità è la forza che ci attrae alla Terra, che trattiene la Luna nella sua orbita attorno alla Terra e che mantiene la Terra in orbita attorno al Sole; essa agisce anche nello spazio galattico, tenendo legate le galassie e le stelle in esse contenute.
La forza di gravità viene generata dalla massa di un oggetto e dal campo gravitazionale che circonda quell'oggetto. Essa è una delle quattro forze fondamentali dell'universo, insieme alla forza elettromagnetica, alla forza nucleare forte e alla forza nucleare debole.
Fino al secolo XVII, il peso dei corpi che si manifesta con la loro tendenza a cadere verso la terra, era considerato come una proprietà caratteristica di tutti i corpi e che dunque non richiedeva spiegazione.
Furono Newton ed alcuni suoi contemporanei (Hooke) i primi che cominciarono a sospettare che il peso di un corpo fosse essenzialmente una forza scambiata tra il corpo stesso e la terra, e rappresentasse un caso particolare di una attrazione generale tra corpi di qualsiasi genere indipendentemente dal luogo in cui fossero collocati.
Newton cercò di avere informazioni maggiori su queste forze, ma non era semplice fare esperienze, sia perché negli spostamenti ai quali si potevano assoggettare i corpi rispetto alla terra le variazioni di distanza risultavano esigue rispetto alla terra le variazioni di distanza risultavano esigue rispetto alle dimensioni della terra, sia perché le forze che due corpi qualsiasi sulla terra dovrebbero scambiare non sembravano essere sufficientemente intense per essere rivelate, almeno allo stato di allora delle scienze sperimentali.
Per queste ragioni, Newton iniziò a considerare il moto dei corpi celesti.
All’epoca la situazione nello studio del moto del solo e dei pianeti era la seguente: il pensiero aristotelico ara stato conglobato nel sistema tolemaico (II secolo) secondo il quale la terra sarebbe ferma al centro dell’universo, mentre il sole, la luna e gli altri pianeti si muoverebbero su orbite circolari il cui centro, contemporaneamente, si muoverebbe su una circonferenza con centro nel centro della terra.
Solamente il sole e la luna si muoverebbero su semplici orbite circolari con centro nel centro della terra.
Nel secolo XVI Copernico osservò che una descrizione cinematica più semplice si ottiene se si prende il sole come centro del sistema.
Sono note le difficoltà di ordine filosofico che una tale teoria poteva presentare e le discussioni (anche agitate) che ne potevano seguire.
Allo scopo di avere dati che potessero consentire di esaminare il problema,molti astronomi fra cui Tycho Brahe e il suo assistente Giovanni Keplero presero a compiere determinazioni sperimentali.
Nel cercare di spiegare le osservazioni di Tycho Brahe Keplero giunse a formulare le tre famose leggi sul moto dei pianeti; quelle che a tutt’oggi vengono chiamate le tre leggi di Keplero.
Le scoperte effettuate da Keplero permisero, a loro volta, a Newton di formulare le leggi della meccanica in generale e quelle del campo gravitazionale in particolare.
Newton fu in grado di sviluppare le leggi di Keplero in una teoria fisica generale, solo perché prima aveva creato le necessarie basi matematiche: Newton ha infatti «inventato» il calcolo differenziale e il calcolo integrale, le basi matematiche necessarie per trattare quantità variabili quali i movimenti dei corpi in funzione del tempo.
Con queste tecniche di calcolo, riuscì a ricavare dalle leggi empiriche di Keplero i principi del moto, che si applicano in ogni istante del tempo , e a rappresentare i movimenti planetari in orbite complete.
Ai tempi di Newton, si conoscevano solo due tipi di forza applicabili. Una era la forza di gravità; l’altra la comune forza di »tira e molla» che si incontra nella vita ordinaria, per esempio spingendo il carrello del supermercato, o tirando il guinzaglio del cane.
Newton tentò di costruire una teoria generale di tutte le forze, sia quelle conosciute ai sui tempi, sia quelle che avrebbero potuto essere scoperte e studiate più avanti.