Conferma italiana per la Relatività

Albert Einstein

Da quando fu annunciata nel 1915, la Teoria della Relatività è stata continuamente sottoposta a verifiche, sempre superate con successo (si veda anche La teoria di Einstein tiene a bada gli sfidanti).

Questo atteggiamento della scienza è spesso frainteso (talvolta in malafede) da sostenitori della pseudoscienza e crackpot vari. Secondo costoro la Relatività (o la Meccanica Quantistica, l'Evoluzionismo, ecc.) sarebbero sottopostte a questo fuoco di fila perché non considerate "vere". In realtà questo atteggiamento scettico è ciò che rende affidabili le previsioni scientifiche. Al di la di qualunque speculazione, quello che contano sono i riscontri e le misurazioni e le verità scientifiche sono sempre tali ... fino a prova contraria.

L'ultimo esame superato dalla centenaria Teoria di Einstein è stato predisposto da scienziati italiani.

Precessione del perielio di Mercurio
(enfatizzata)

La prima vera conferma sperimentale della Relatività avvenne nel 1915, quando la teoria di Einstein fu in grado di prevedere con precisione l'entità della precessione del perielio di Mercurio.

La prima legge di Keplero ci dice che l'orbita descritta da un pianeta è un'ellisse di cui il Sole occupa uno dei due fuochi. Il punto in cui il pianeta passa più vicino al Sole si chiama perielio (e afelio quello in cui passa più distante).

L'orbita di un pianeta è tuttavia perturbata dall'effetto gravitazionale degli altri pianeti. In particolare, il perielio di Mercurio (il pianeta più vicino al Sole) si comporta come mostrato nella figura qui sopra. In pratica l'asse della sua orbita ruota lentamente intorno al Sole, in modo che ogni anno il pianeta passa a perielio un po' prima.

Usando la fisica classica si riesce a giustificare una precessione di 5557 secondi d'arco ogni secolo. Le osservazioni mostrano che però questo anticipo è di 5600 secondi d'arco, ossia 43" per secolo in più del previsto. Sembra poco, ma era una quantità già misurabile (e misurata) agli inizi del XX secolo. Fino ad quel momento nessuno era stato in grado di spiegare completamente questo fenomeno. Qualcuno aveva persino ipotizzato l'esistenza di un pianeta - mai osservato - ancora più interno di Mercurio. La Teoria della Relatività di Einstein giustificava perfettamente quei 43 secondi d'arco in più.

David Lucchesi e Roberto Peron, dell'Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario (IFSI/INAF) di Roma, hanno verificato la precessione relativistica per i satelliti in orbita intorno alla Terra.

Il satellite LAGEOS I

Lo hanno fatto utilizzando i dati orbitali raccolti in tredici anni di attività del satellite LAGEOS II (LAser GEOdynamics Satellite).

La massa della Terra è 330 mila volte inferiore a quella del Sole, e LAGEOS gira intorno al nostro pianeta 8 volte più lentamente di quanto Mercurio non faccia intorno alla nostra stella. Gli effetti relativistici per velocità basse e masse (relativamente) piccole sono quasi impercettibili, ma i dati orbitali di LAGEOS II sono stati ottenuti con un precisissimo sistema di laser ranging. Sul satellite sono installati degli specchi retroriflettori (praticamente dei catarifrangenti), simili a quelli lasciati dalle missioni Apollo sulla Luna, capaci di rimandare con grande precisione un raggio laser verso la fonte che lo ha emesso. Misurando il tempo impiegato dalla luce per tornare indietro, è possibile stabilire con grande precisione la distanza del satellite.

La discrepanza rilevata tra le misurazioni e le previsioni teoriche è stata dello 0.2% (ossia, i dati teorici coincidono con quelli sperimentali al 99.8%).

Insomma, Einstein ha di nuovo ragione!

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Approfondimenti:

• Einstein ha di nuovo ragione (INAF);
• L'orbita di Mercurio e la Relatività (SISSA);