Sunday, 18 Nov 2018

La Terra si muove nello spazio, ruotando su sé stessa e intorno al Sole: perchè non lo percepiamo?

Stando sulla superficie del nostro pianeta, è difficile capire che la Terra si muove, Dopotutto, non percepiamo alcun movimento nel nostro ambiente ed è solo guardando il cielo di notte che si possono vedere le prove che ci stiamo muovendo.

I primi astronomi ritenevano che l’universo fosse geocentrico, pensavano, cioè, che la Terra fosse al centro di tutto e che l’universo le girasse intorno. Albe e tramonti, secondo questa concezione, dipendevano dal fatto che il Sole ruotava intorno alla Terra, lo stesso pensavano per la Luna ed i pianeti allora conosciuti.

In questa concezione dell’universo, però, qualcosa non funzionava: a volte, un pianeta sembrava tornare indietro nel cielo prima di riprendere il movimento in avanti.

Oggi sappiamo che questo tipo di movimento, che si chiama moto retrogrado, si verifica quando la Terra sta “raggiungendo” un altro pianeta nella sua orbita. Per essere più chiari, Marte orbita più lontano dal Sole che dalla Terra. Ad un certo punto nelle rispettive orbite, la Terra, più interna, raggiunge il pianeta rosso e lo supera. Mentre la Terra supera Marte, il nostro vicino planetario sembra tornare nel cielo ad una posizione precedente, per poi riprendere ad avanzare dopo che la Terra lo ha superato.

Il filmato sottostante mostra come funziona il moto retrogrado proprio tra la Terra e Marte:

Un altro elemento prova che il sistema solare è solare centrato sul Sole viene dal considerare la parallasse, il cambiamento apparente nella posizione delle stelle l’una rispetto all’altra. Per capire cos’è la parallasse, basta tenere il dito indice davanti al viso a distanza di un braccio. Guardalo solo con l’occhio sinistro, chiudendo l’occhio destro. Quindi chiudi l’occhio sinistro e guarda il dito con il destro. La posizione apparente del dito cambia. Questo perché i due occhi destro e sinistro guardano il dito con angoli leggermente diversi.

La stessa cosa accade sulla Terra quando guardiamo le stelle. Al nostro pianeta occorrono circa 365 giorni per completare  un’orbita attorno al sole. Se guardiamo una stella (che si trovi relativamente vicino a noi) in estate, e la guardiamo di nuovo in inverno, la sua posizione apparente nel cielo cambia perché siamo in punti diversi della nostra orbita. Vediamo la stella da diversi punti di vista. Con un po’ di semplici calcoli, usando la parallasse possiamo anche ricavare la nostra distanza da quella stella.

La rotazione della Terra è costante, ma la velocità dipende dalla latitudine in cui ci si trova. Ecco un esempio: La circonferenza della Terra (nel suo punto più ampio, cioè l’equatore) è di circa 40.070 chilometri, secondo la NASA. Se si stima che un giorno è lungo 24 ore, si divide la circonferenza in base alla lunghezza del giorno. Questo produce una velocità all’equatore di circa 1.670 km/h.

Ad altre latitudini la velocità sarà minore. Se ci spostiamo a metà del globo a 45 gradi di latitudine (nord o sud), calcoliamo la velocità usando il coseno (una funzione trigonometrica) della latitudine. Un buon calcolatore scientifico dovrebbe avere una funzione coseno disponibile se non si sa come calcolarlo. Il coseno di 45 è 0,707, quindi la velocità di rotazione a 45 gradi di latitudine è di circa 1,180 km/h. La velocità continua a diminuire man mano che si si avvicina ai poli, dove la rotazione è davvero molto lenta, infatti in quel punto la distanza da coprire è piccolissima.

Le agenzie spaziali sfruttano la rotazione della Terra. Effettuando lanci verso lo spazio il più vicino possibile all’equatore e lanciando nella stessa direzione della rotazione terrestre, i razzi ottengono un aumento di velocità che li aiuta a sfuggire alla gravità.

La rotazione della Terra, ovviamente, non è l’unico movimento che abbiamo nello spazio. La nostra velocità orbitale intorno al Sole è di circa 107.000 km/h). Possiamo ricavare la velocità con cui la Terra si muove intorno al Sole con la geometria di base.

In primo luogo, dobbiamo capire fino a che punto la Terra viaggia. La Terra impiega circa 365 giorni per orbitare attorno al sole. L’orbita è un’ellisse, ma per semplificare la matematica, diciamo che è un cerchio. Quindi, l’orbita terrestre è la circonferenza di un cerchio. La distanza tra la Terra ed il Sole, chiamata un’unità astronomica (o UA), è di 149.597.870 chilometri, secondo l’International Astronomers Union. Questo è il raggio ( r ). La circonferenza di un cerchio è pari a 2 x π x r . Quindi in un anno, la Terra percorre circa 940 milioni di km.

Poiché la velocità è uguale alla distanza percorsa nel tempo impiegato, la velocità della Terra viene calcolata dividendo 940 milioni di km per 365,25 giorni e dividendo quel risultato per 24 ore per ottenere i km all’ora. Quindi, la Terra percorre circa 2,6 milioni di km al giorno, a 107.226 km/h.

Esseri viventi e cose che stanno sulla Terra non percepiscono il movimento del pianeta perchè sono solidali con tutto ciò che li circonda. Immaginiamo di stare su una giostra che gira velocemente. Guardando solo la giostra e ignorando ciò che c’è intorno non ci si accorge del movimento. In mancanza di accelerazione, è soltanto in relazione al movimento dell’ambiente esterno che si riesce a percepire il movimento.
In realtà non ci si accorge del movimento solo perchè noi percepiamo sempre e soltanto in relazione a qualcos’altro, è una questione di sistema di riferimento.

Il Sole ha un’orbita propria nella Via Lattea. Il Sole si trova a circa 25.000 anni luce dal centro della galassia e la Via Lattea ha una lunghezza di almeno 100.000 anni luce. Secondo la Stanford University, si pensa che il nostro sistema solare sia circa a metà strada dal centro della galassia. Il Sole e il sistema solare sembrano muoversi a 200 chilometri al secondo o ad una velocità media di 720.000 km/h. Anche a questa velocità, il sistema solare impiegherebbe circa 230 milioni di anni per percorrere tutta la Via Lattea .

Anche la Via Lattea si muove nello spazio rispetto ad altre galassie. Tra circa 4 miliardi di anni, la Via Lattea si scontrerà con la galassia più vicina: Andromeda. Le due galassie procedono verso la collisione a circa 112 km al secondo.

Tutto nell’universo è in movimento.

Mentre la Terra ruota su sè stessa la gravità impedisce che ciò che si trova sulla superficie del pianeta venga scagliato nello spazio. In realtà, all’equatore, cose e persone pesano leggermente di meno rispetto ai poli.

Secondo la NASA, la probabilità che la Terra smetta di ruotare è “praticamente nulla” per i prossimi miliardi di anni. In teoria, tuttavia, se la Terra, all’improvviso, smettesse di ruotare, accadrebbero dei veri e propri cataclismi: L’atmosfera continuerebbe a muoversi alla velocità originale della rotazione terrestre. Ciò significa che tutto verrebbe spazzato via dalla terra, incluse persone, edifici e persino alberi, terriccio e rocce.

E se il processo fosse più graduale? Questo scenario è più probabile e potrebbe verificarsi tra qualche miliardo di anni perché il Sole e la Luna stanno letteralmente strattonando la rotazione della Terra, rallentandola. Ci sarebbe, quindi, molto tempo per gli esseri viventi della Terra per abituarsi al cambiamento. Secondo le leggi della fisica, la Terra potrebbe rallentare la sua rotazione fino ad una rotazione ogni 365 giorni. Questa situazione si chiama “Sole sincrono” e costringerebbe un lato del nostro pianeta a rimanere sempre esposto al Sole mentre l’altro lato resterebbe sempre al buio. In pratica, la Terra si troverebbe nei confronti del Sole come oggi si trova la Luna nei confronti della Terra, per cui un lato della luna è sempre rivolto verso la Terra e l’altro lato e sempre nascosto.

Ma torniamo allo scenario no-spin per un secondo: accadrebbero alcuni altri effetti strani se la Terra smettesse del tutto il suo moto di rotazione: il primo effetto strano, e grave, sarebbe che il campo magnetico terrestre potrebbe scomparire in quanto, si pensa, che sia generato in parte dalla rotazione. Niente più aurore, quindi e, probabilmente, niente fasce di Van Allen attorno alla Terra.

La Terra sarebbe nuda contro la furia del Sole. Ogni espulsione di massa coronale (particelle cariche) diretta verso la Terra, colpirebbe la superficie del pianeta avvolgendola in un bagno di radiazioni.

Questo sarebbe un rischio biologico significativo.

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