Qual è la legge della gravitazione universale?
La legge della gravitazione universale è un principio essenziale della fisica. Fu codificato per la prima volta da Sir Isaac Newton nel 1600. La legge della gravitazione universale afferma che tutti gli oggetti sono attratti l'uno dall'altro dalla gravità; la forza dell'attrazione dipende dalla massa degli oggetti e diminuisce in base alla distanza tra loro. La scoperta di Newton fu sostituita dalla teoria della relatività generale di Einstein. È comunque preciso per la maggior parte delle applicazioni pratiche.
Newton non ha scoperto la gravità, come sostiene la credenza popolare, ma ha ampliato il lavoro di scienziati precedenti come Galileo. Newton si riferì a questi scienziati quando scrisse notoriamente: "Se ho visto oltre, è in piedi sulle spalle dei giganti". La caduta di una mela ispirò Newton a studiare il tema della gravità; tuttavia, la mela non ha portato comprensione immediata colpendo la sua testa. Invece, ha usato l'orbita lunare intorno alla Terra per controllare e confermare i suoi calcoli nell'arco di 20 anni. La legge della gravitazione universale è stata dettagliata nel suo rivoluzionario libro Principia Mathematica , pubblicato nel 1687.
Il libro di Newton includeva formule matematiche che descrivono la legge della gravitazione universale. In sostanza, la legge afferma che tutti gli oggetti esercitano una forza gravitazionale su tutti gli altri oggetti. Gli oggetti con una grande quantità di massa hanno aree di gravità più forti o campi gravitazionali, motivo per cui gli oggetti e le persone sono attratti dalla Terra, ma non in modo evidente l'uno con l'altro. L'attrazione gravitazionale diminuisce all'aumentare della distanza; questa diminuzione può essere misurata con precisione ed è nota in fisica come una legge del quadrato inverso. La gravitazione universale è la forza che mantiene i pianeti e i satelliti bloccati in orbita, piuttosto che viaggiare liberamente nell'universo.
Nei secoli successivi alla vita di Newton, la legge della gravitazione universale fu usata per prevedere le posizioni dei pianeti e dei satelliti naturali che non erano stati ancora scoperti. Le eventuali scoperte di questi corpi celesti confermarono che la legge era corretta. Un aspetto della legge che Newton non poteva spiegare era come la forza gravitazionale viene trasmessa tra gli oggetti. Altre forze fondamentali, come l'elettromagnetismo, funzionano perché le particelle subatomiche viaggiano tra gli oggetti, attirandoli l'uno verso l'altro. Una particella simile per trasportare la gravità, il gravitone, è stata descritta in teoria, ma rimane da scoprire più di 300 anni dopo il lavoro di Newton.
Nel 20 ° secolo, gli scienziati avevano scoperto piccole incongruenze nella legge della gravitazione universale. Queste incoerenze sono state spiegate dalla teoria della relatività generale di Einstein. Einstein si rese conto che, in effetti, le masse dei corpi celesti non si influenzano solo a vicenda, ma il tessuto dello spazio-tempo attorno a loro. Questi effetti sono evidenti solo in misurazioni e calcoli molto precisi. Per applicazioni pratiche come il lancio di missili, la legge della gravitazione universale è ancora accurata e molto più facile da calcolare rispetto agli effetti della relatività.