Lezione di fisica N.5

La volta celeste, quella delle stelle fisse, è immutabile? In altre parole, le stelle sono veramente fisse? Le stelle non sono fisse, ma si muovono, così come si muove il sole (insieme a tutto il sistema solare) che avanza alla bellezza di 20 Km/secondo circa verso la stella Vega o giù di lì. Perché si muovono le stelle? Le ragioni principali a noi note sono due: si muovono per il già citato principio di inerzia o legge di inerzia, secondo la quale ogni corpo non soggetto a forze esterne continua a muoversi alla stessa velocità e nella stessa direzione (moto rettilineo uniforme). Perciò è sufficiente il principio di inerzia a giustificare il moto del nostro sole (insieme a tutti i suoi pianeti, ovvio, e anche essi, attenzione, in virtù del principio di inerzia) verso Vega alla velocità di circa 20 Km/secondo. E poi le stelle si muovono anche per la legge gravitazionale. Gli astri, secondo la legge gravitazionale enunciata per la prima volta da Newton, si attraggono reciprocamente. Dove ci sono due o più stelle abbastanza vicine abbiamo dei sistemi stellari binari o multipli e le stelle, attratte le une dalle altre, girano attorno a un comune centro di massa. Se le masse delle stelle sono comparabili tra di loro (cioè quasi uguali), allora il centro di massa sta in mezzo alle due (o più) stelle. Se una massa è molto più grande di un'altra (come è il caso del sole rispetto ai pianeti, oppure della terra rispetto alla luna) il centro di massa è tutto spostato verso la grande massa e sta dentro la grande massa, perciò è come se gli altri corpi celesti girassero attorno alla grande massa. Il centro di massa del sistema solare sta all'interno del sole, data la grande massa del sole rispetto ai pianeti, perciò i pianeti girando attorno al centro di massa, praticamente girano attorno allo stesso sole. La massa della terra è circa 81 volte la massa della luna, mentre la distanza terra-luna è circa 30 diametri terrestri. Perciò anche il centro di massa del sistema terra-luna è così spostato verso la terra che è interno ad essa e la luna, girando attorno al centro di massa, praticamente gira intorno alla terra! Come mai gli astri ruotano attorno al centro di massa? La legge di gravità non dice che sono “attratti” l'uno verso l'altro? Sì, dice così! La rotazione, oppure la traiettoria iperbolica, nel caso delle comete o dei meteoriti, ad esempio, è l'effetto combinato del principio di inerzia con la legge di gravitazione! Se esistesse il solo principio di inerzia, gli astri si dovrebbero allontanare indefinitamente l'uno dall'altro con moto rettilineo a velocità costante! Se esistesse invece la sola forza di gravità, tutti i corpi celesti dovrebbero collassare l'uno sull'altro! Ma poiché esistono entrambi, il principio di inerzia e la gravità, avviene che la gravità devia costantemente e gradualmente la traiettoria rettilinea uniforme data dal principio di inerzia e si ha una traiettoria curva. Se un astro inizia ad allontanarsi troppo da un altro, la gravità diventa sempre più debole e l'astro finisce per allontanarsene indefinitamente (uscita dall'orbita). Se invece si avvicina troppo, può caderci sopra, così come ogni oggetto che cade sulla terra o come i meteoriti! Dunque le stelle si muovono! I loro movimenti a grandi velocità però sono percettibili solo con gli strumenti degli scienziati. Le stelle sono così lontane da noi, che, dalla nostra prospettiva, i loro movimenti a grandi velocità non le fanno spostare di molto! Quello che si chiama lo spostamento angolare, cioè l'angolo di cui si spostano, dalla nostra prospettiva, è molto piccolo! E così sembra che mantengano pressoché immutate le loro posizioni, le une rispetto alle altre! Almeno è così durante la vita di un uomo, forse qualche spostamento si può notare attraverso i secoli!
Gran parte delle stelle visibili da noi a occhio nudo in realtà sono dei sistemi stellari, cioè sono due o più stelle, che ruotano attorno ad un comune centro di massa, ma a noi appaiono come una singola stella!