Spazio-tempo e gravità

Secondo la Teoria della Relatività di Einstein, lo spazio ed il tempo si deformano in prossimità di corpi molto massicci, come stelle o pianeti, oppure quando un corpo si muove a una velocità tanto elevata da essere comparabile a quella della luce. In tali situazioni lo spazio si “accorcia” ed il tempo “rallenta”. Questi singolari fenomeni di deformazione dello spazio e del tempo sono tanto più pronunciati quanto più è forte l'attrazione gravitazionale o elevata la velocità. Siccome le distorsioni di spazio e tempo sono legate tra loro, si preferisce considerare le due entità come un'unica realtà chiamata spazio-tempo che possiamo dunque considerare come qualcosa di "flessibile".

In pratica lo spazio-tempo si comporta come un telo elastico che modifica la propria forma nei pressi di un peso che vi viene appoggiato sopra. Tale analogia permette di capire diverse implicazioni teoriche della relatività generale:

- azione a distanza sempre attrattiva: uno dei dilemmi storici era comprendere come la gravità riuscisse ad agire su corpi così distanti fra loro senza che ci fosse un legame fisico. Con la Teoria della Relatività, invece, è abbastanza semplice intuire che i corpi seguono traiettorie in funzione di come è curvo lo spazio-tempo.

- fionda gravitazionale: è un meccanismo sfruttato dalle agenzie spaziali per accelerare le sonde interplanetarie. Avvicinandosi a un corpo celeste, la maggiore curvatura dello spazio-tempo intorno imprime un'accelerazione alla sonda che lo sfiora. Il pianeta o la stella agiscono sulla sonda proprio come una fionda!

- buco nero: quest'oggetto è così massiccio e compatto che nelle sue vicinanze lo spazio-tempo finisce col "chiudersi su se stesso", diventando una trappola da cui neppure la luce può fuggire una volta che ci è caduta dentro.

 

Mass warps space-time like a weight warps an elastic cloth which it rests onto. The objects trajectories follow this bend and change according to speed, direction of travel and distance from the warp centre.

 

Sala
Momenti e forze