ASCOLTA I NOSTRI PODCAST SU SPOTIFY
Un esperimento condotto sotto le Alpi svizzere ha permesso di detrminare con maggiore accuratzza il valore di una costante fondamentale per la fisica.
Quando Isaac Newton espose la legge di gravitazione univrsale, secondo cui due corpi si attirano l’un l’altro proporzionalmente al prodotto delle loro masse e inversamente rispetto alla loro distanza al quadrato, si accorse che nella formula doveva inserire una costante, da allora nota come costante di gravitazione di Newton e indicata con la lettera maiuscola G.
Il valore di G deve essere determinato sperimentalmente: verso la fine del 1700 il fisico inglese Henry Cavendish realizzò per primo un esperimento per determinare tale numero, attraverso sfere di piombo appese a una bilancia di torsione. Dalla misura della torsione del cavo che le sosteneva causata dalla loro mutua attrazione, Cavendish misurò il valore della forza gravitazionale e conoscendo peso e distanza dele sfere fu facile determinare G.
E con un erore molto piccolo per gli strumenti e apparecchiature dell’epoca. Da allora innumerevoli esperimenti hanno cercato di arrivare a un valore sempre più preciso della costante.
Adesso, la costante gravitazionale di Newton è stata misurata studiando l’interazione gravitazionale tra fasci metallici vibranti, come pubblicato su Nature Physics. L’esperimento consentirà di comprendere la natura dinamica della gravitazione.
In un laboratorio situato in un’ex struttura militare sotterranea sotto le Alpi svizzere (che fornisce un ambiente molto tranquillo e stabile alla temperatura), i ricercatori hanno sospeso due travi in parallelo da un supporto e hanno messo uno dei fasci in vibrazione.
L’interazione gravitazionale tra i fasci ha quindi indotto un movimento dell’altro fascio, consentendo la misurazione dinamica di G a frequenze molto più elevate rispetto agli esperimenti precedenti.
Determinare con precisione il valore di G è essenziale per sapere come interagiscono gli oggetti che si osservano nel cosmo, dagli ammassi di galassie fino a determinare la densità di pianeti attorno a stelle lontane misurandone il movimento o a variazione di luce.
Anche a livello di fisica teorica capire la gravità, con dati i più precisi possibili, è fondamentale. Questa forza infatti non ha le stesse proprietà di simmetria delle altre tre forze fondamentali della natura e infatti a livello quantistico non funziona, portando a risultati matematicamente assurdi. Finora tutti i tentativi fatti per unificare la gravità in un unica teoria con le altre forze sono stati infruttuosi.
Anche la legge di gravitazione di Newton è stata messa in dubbio in cosmologia, da quando si sono osservate interazioni tra galassie o tra stelle delle stesse che non sono spiegabili considerando la sola massa visibile degli oggetti in gioco. Per ovviare a queste anomalie si è ipotizzata l’esistenza di “materia oscura”, chiamata così perché appunto non è visibile a nessuno strumento ma è come se fosse presente perché perturba gravitazinalmente i corpi celesti, anche se sarebbe più opportuno defirla “trasparente”, dato che non oscura affatto la luce di oggetti cosmici, ma è comunque “invisibile”.
Anche in questo caso, gli sforzi per rivelare questa materia e le sue particelle componenti non hanno portato a risultati.
