Agli inizi del 1900 fu immaginata l’esistenza di un nuovo pianeta nel nostro sistema, posizionato tra Mercurio e il Sole. Gli fu dato il nome di Vulcano.
Gli astronomi di quel tempo, infatti, non si spiegavano il motivo della precessione del perielio di Mercurio, ossia dell’anticipazione del punto più vicino al Sole nel suo moto di rivoluzione. Tale anomalia della legge di Newton poteva essere spiegata, per le conoscenze del tempo, solo dalla presenza di un altro pianeta più interno che provocava la perturbazione del moto di Mercurio.
Naturalmente il pianeta Vulcano non fu trovato. Fu Albert Einstein, con la Teoria della Relatività Generale a spiegare il motivo della precessione. Il modello di Newton è valido in uno spazio “piatto” dove i pianeti interagiscono secondo la legge di gravità: Einstein supera tale concetto descrivendo uno spazio curvo, la cui forma è determinata dalla gravità dei corpi celesti che lo abitano. La curvatura dello spazio determinata dalla massa del Sole spiega esattamente la precessione dell’orbita di Mercurio. Come gli oggetti celesti sono deviati nell’orbita a causa della curvatura dello spazio, anche la luce, che per la Teoria della Relatività Ristretta è equivalente alla materia e ha velocità assoluta, subisce tale deviazione.
La Teoria della Relatività Generale recita quindi che: la curvatura dello spazio-tempo è determinata direttamente dalla distribuzione della materia e dell’energia in essa contenute.
L’aspetto più difficile da comprendere è proprio la circolarità tra causa e effetto della Teoria: La distribuzione della massa (cioè la sua azione gravitazionale) determina la curvatura spazio-tempo, ma nello stesso tempo la distribuzione della massa è determinata dalla curvatura dello spazio. Chi è causa di chi? Le conseguenze della Teoria sono ancora da scoprire completamente.
Le implichazioni più suggestive della Teoria della Relatività Generale riguardano il tempo, che scorre con ritmo diverso in base all’attrazione gravitazionale: un orologio in cima all’Everest segna il tempo più velocemente rispetto ad uno che si trovasse vicino al centro della Terra, dove la gravità è maggiore.
Altra implicazione interessante è nei viaggi spaziali: in uno spazio curvo non è detto che la traiettoria in linea retta tra due punti sarebbe la più corta, come si può vedere nell’esempio qui di seguito.
In un spazio piatto la distanza più corta da A e B è la linea retta che passa dal centro del cerchio.
Se però lo spazio diventa curvo, la distanza più breve sarà la circonferenza e non più la linea che passa dal centro.
La nostra percezione dello spazio non è curvo: immaginiamo di essere una formica che percorre la linea tra A e B: anche in uno spazio curvo avremo l’impressione di percorrere il percorso linearmente, ma non saremo in grado di percepire il fatto che stiamo attraversando uno spazio curvo.
Ma il fenomeno più stupefacente, conseguenza dello spazio curvo, sono i buchi neri, vere e proprie singolarità dello spazio curvo. Ne parliamo in questo articolo.
