MOTO IN PRESENZA DI GRAVITA'
Curvatura dello spazio-tempo
Si immagini di mettere in moto rettilineo alcune piccole biglie sulla coperta di un letto. Si ponga poi, sulla stessa coperta, una palla da bowling. Cio' che si osserva e':
la palla da bowling sprofonda verso il basso;
le piccole biglie, che in assenza della palla da bowling si muovevano di moto rettilineo, in presenza della palla da bowling assumono un moto circolare attorno ad essa, seguendo la curvatura della coperta.
Partendo da questo esempio si puo' comprendere meglio l'interpretazione che Albert Einstein da' alla gravita'.
Per Einstein, in assenza di materia e di energia, lo spazio e' piatto. Al contrario, la presenza di un oggetto massiccio, come per esempio il Sole, deforma la struttura dello spazio circostante, incurvandolo. La conseguenza e' che gli oggetti, posti nelle vicinanze del corpo massiccio, risentiranno dell'effetto prodotto da questo incurvamento.
Dunque, secondo Einstein la gravita' e' un effetto geometrico, ossia:
la materia produce la curvatura;
la curvatura determina il moto della materia;
la distribuzione di materia ed il suo moto non si possono descrivere indipendentemente dal campo gravitazionale da esse prodotto.
Pertanto:
la Terra orbita attorno al Sole rotolando in un avvallamento dello spazio causato dallo stesso Sole.
In pratica, la gravitazione e' interpretata da Einstein non attraverso un'interazione di tipo attrattivo, ma come il moto inerziale delle masse all'interno di uno spazio-tempo incurvato, nel quale non e' piu' valida la geometria euclidea.
Anche la luce, nella sua propagazione, deve seguire la curvatura dello spazio?
Einstein dedusse che le grandi masse avevano la capacita' di attirare ed incurvare anche i raggi di luce.
Un raggio di luce che ad un osservatore sulla Terra appare come una traiettoria rettilinea, in realta' percorre archi di circonferenza. In sostanza, e' la luce a far capire quale tipo di geometria segue lo spazio.
La figura successiva mostra la deflessione di un raggio di luce dovuta al campo gravitazionale solare:
La verifica della deflessione, dovuta al Sole, dei raggi luminosi provenienti dalle stelle si ebbe con l'eclissi solare del 1919, sull'isola di Principe, al largo della costa africana della Guinea. Questo evento determino' il trionfo della Relativita' Generale e procuro' ad Einstein una fama universale.
Teoricamente, un raggio di luce che si propaga attraverso lo spazio-tempo curvo, ogni volta che rasenta la superficie solare, deve essere deflesso dalla sua direzione iniziale di 1,75 secondi d'arco.