La gravità è una delle 4 forze fondamentali dell’universo, descritta da Isaac Newton nella sua legge di gravitazione universale
Cos’è la forza di gravità? La gravità è una delle 4 forze fondamentali dell’universo, descritta da Isaac Newton nella sua legge di gravitazione universale. Questa forza attrae 2 corpi dotati di massa, posizionati a una certa distanza, ed è conservativa, ovvero dipende solo dalla posizione e non dal percorso.
Tuttavia, la definizione della gravità cambia in base alla teoria fisica considerata. Secondo la relatività generale di Einstein, la gravità è la curvatura dello spazio-tempo causata dalla presenza di massa ed energia, mentre nella meccanica quantistica, la gravità è descritta come una particella virtuale, il gravitone, che medierebbe l’interazione gravitazionale tra i corpi.
La gravità ha un ruolo fondamentale nell’universo, determinando l’orbita dei pianeti intorno al Sole, la formazione delle stelle e delle galassie, e il comportamento dell’universo nel suo insieme.
Cos’è la forza gravitazione per la fisica classica newtoniana
La forza di gravità è una delle 4 forze fondamentali della natura che agisce tra due masse. Questa forza viene descritta dalla legge di gravitazione universale formulata da Isaac Newton, secondo la quale la forza di gravità tra 2 masse è proporzionale alla massa di entrambi gli oggetti e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza.
Nella fisica newtoniana classica, la forza di gravità agisce sempre e solo in modo attrattivo tra due masse, a differenza delle altre forze. Inoltre, questa forza è reciproca, ovvero agisce su entrambe le masse, e viene misurata in Newton [N]. 1 Newton corrisponde alla forza di un chilogrammo che cade da un metro di altezza impiegando un secondo per raggiungere il terreno [kg·m/s2].
Il concetto di campo gravitazionale, indicato con la lettera “g“, descrive l’influenza a distanza della presenza di una sola massa. Esso è una mappa spaziale che mostra l’intensità e la direzione della forza di gravità in ogni punto dello spazio circostante una massa.
L’accelerazione di gravità, indicata con la lettera “g” e misurata in metri al secondo quadrato (m/s2), rappresenta l’intensità del campo gravitazionale terrestre in un punto preciso della superficie terrestre. Questo valore ha un massimo ai poli, poiché questi sono più vicini al centro della Terra, e un minimo all’equatore. Il suo valore medio è di circa 9,8 m/s2.
Definizione di forza di gravità in fisica moderna
In fisica moderna, la forza di gravità è spiegata dalla teoria della relatività generale di Albert Einstein del 1915, dove viene definita come una proprietà della materia, e non come una forza.
Secondo questa teoria, la concentrazione di massa o energia in un punto è in grado di curvare lo spazio-tempo e influenzare le particelle e le masse circostanti. Questo è ciò che viene comunemente definito “campo gravitazionale“.
In pratica, se una massa si trova all’interno di questo campo gravitazionale, verrà attratta verso la massa concentrata nella sua zona più forte.
La teoria della relatività generale di Einstein è stata dimostrata in vari esperimenti, tra cui quello delle lenti gravitazionali, dove l’immagine di un corpo celeste appare spostata a causa della deflessione della luce quando passa vicino a una massa densa.
Gravità e meccanica quantistica
La teoria della relatività generale di Einstein descrive la gravità come una deformazione dello spazio-tempo che è continua e si evolve in modo uniforme. D’altra parte, invece, la meccanica quantistica utilizza il concetto di “quanti” e parla di scambi discreti di energia. Queste 2 descrizioni della gravità sembrano essere incompatibili.
La gravità quantistica è una teoria che cerca di combinare queste 2 descrizioni al fine di creare una teoria della gravità che sia coerente con la meccanica quantistica.
Secondo la gravità quantistica, ci sono particelle che mediano l’interazione gravitazionale chiamate gravitoni, che sono ancora da confermare sperimentalmente.
Ci sono rami della fisica teorica che stanno cercando di sviluppare una teoria del tutto, ovvero una teoria che unisca le quattro forze fondamentali dell’universo in un’unica descrizione coerente. La gravità quantistica è uno di questi rami della fisica teorica che cerca di unire la relatività generale di Einstein con la meccanica quantistica.
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