La Relatività generale a portata di mano

Secondo la teoria della relatività generale di Einstein, gli oggetti massivi creano la gravità curvando lo spazio attorno a essi. Nei primi anni successivi alla sua pubblicazione, nonostante la teoria non avesse ancora una solida base empirica, spiegava correttamente l’irregolare precessione del perielio del pianeta Mercurio.

Tutti i pianeti risentono di alterazioni delle loro orbite, anche a causa dall’interazione gravitazionale con gli altri pianeti, ma le anomalie di Mercurio sono particolarmente significative e la spiegazione einsteiniana attribuisce le ragioni di ciò al fatto che Mercurio è il pianeta più vicino al Sole e avverte in modo rilevante gli effetti della curvatura spazio-temporale che quest’ultimo provoca.

Benché la relatività generale si allontani notevolmente dalla teoria di Newton, per quanto riguarda i principi, i riscontri pratici tra i due impianti concordano così tanto da rendere molto difficile trovare delle sensibili differenze tra l’una e l’altra. Una di queste differenze è proprio l’orbita di Mercurio.

Un’altra importante differenza è lo spostamento verso il rosso dei raggi spettrali della luce provenienti da stelle di massa considerevole. A parte questi due esempi, per confermare i quali c’è bisogno di specifiche analisi e misurazioni molto accurate, il 29 maggio 1919 l’astrofisico Arthur Eddington intuì che sarebbe stata proprio la natura stessa a fornire un modo molto comodo per verificare la teoria della relatività generale di Einstein e a tale scopo aveva pensato a un ingegnoso piano per dimostrarlo.

S’imbarcò per raggiungere la piccola isola di Principe al largo della costa occidentale dell’Africa con l’obiettivo di giungervi in tempo per assistere a un’eclissi totale di Sole. La nostra stella è, naturalmente, l’oggetto con maggiore massa nel sistema solare, ragion per cui attorno a esso orbitano tutti gli altri pianeti. Secondo Eddington dunque, il Sole avrebbe dovuto curvare lo spazio. Durante l’eclissi, sarebbe stato possibile approfittare del fatto che per un breve intervallo di tempo la Luna avrebbe oscurato il Sole e ciò avrebbe consentito di osservare le stelle che altrimenti non sarebbero state visibili. Insomma, Eddington riteneva che questo fatto si sarebbe dovuto manifestare sotto forma di uno spostamento della normale posizione delle stelle.

Era chiaro che non erano certo le stelle a spostarsi dalla loro posizione bensì la luce proveniente da esse che, nel seguire la curvatura dello spazio attorno al Sole, le avrebbe fatte sembrare in una posizione apparente diversa da quella reale. Le osservazioni di Eddington vennero pubblicate un anno più tardi e fecero scalpore in tutto il mondo come la prima evidenza inoppugnabile della teoria di Einstein.

Domenico Signorelli

 

Manuale completo di relatività

https://www.matematicamente.it//relativita

Commenti

commenti

C'è un commento su questo articolo:

  1. Molto chiaro e ben scritto.
    Un commento alla verifica di Eddington. Se ben ricordo e stata la prima prova della relatività Generale. Fino ad allora il mondo scientifico era scettico.
    Tuttavia mi pare di aver letto, tempo fa, che tale verifica, vista retrospettivamente con i mezzi odierni, risulterebbe poco solida. Ciò sarebbe dovuto alla relativa imprecisione dei sitemi di verifica disponibili all’epoca.
    Sempre a proposito di Einstein, ho presente una poderosa biografia, scritta da uno scienziato negli ultimi decenni,. Qui il punto critico e la Teoria dell’effetto Fotoelettrico. Per essa Einstein ottene, meritatamente, il Premio Nobel. Tuttavia, secondo il famoso biografo, l’articolo di Einstein relativo alla teoria riporta una dimostrazione poco credibile. Ma la teoria :e sicuramente valida a grande merito di Einstein .
    Saltando di palo in frasca dall’effetto fotoelettrico alla fluidodinamica, ricordo che quando ero studente, il nostro bravo professore ci ricordava che la celebre Teoria dello Strato Limite di Von Karman, sicuramente solida e di grande importanza, è basata su una dimostrazione intrinsecamente fallace .
    Conclusione: la storia della fisica contiene e costellata da numerosi alti e bassi . Ma procede!