La forza gravitazionale

La Gravità

- Introduzione all’argomento:

La forza Gravitazionale è quella forza attrattiva che tutti i corpi con la propria massa esercitano nello spazio anche a grandi distanze, questa forza ha una costante G trovata sperimentalmente da moltiplicare alla massa dei corpi in esame e da dividere alla loro distanza al quadrato.

La formula per misurarla è

per spiegare a parole questa formula si può dire che la forza gravitazionale è inversamente proporzionale al quadrato della distanza dei due pianeti esaminati.

Per cercare di approfondire meglio l’argomento e capire come questa forza si manifesta, nei testi di fisica si afferma che questa forza decresce al quadrato della distanza, questa descrizione così fatta, a mio parere solo nel merito non è corretta, perché la forza gravitazionale è semplicemente un’energia di forza attrattiva, quindi nell’etere si ipotizza che si propaga almeno alla velocità della luce per una distanza indefinita e la sua forza non decresce, qui di seguito riporto un disegno per esporre meglio e dimostrare secondo il mio punto di vista il vero comportamento meccanico

della formula sopra riportata. Nella figura 1.1 vediamo la rappresentazione grafica dell’effetto gravitazionale di tre ipotetici pianeti indicati con le lettere A, B, e C. prendiamo in esame il pianeta attrattore che è il pianeta A, lui attrae gravitazionale gli altri due pianeti secondari B, e C, secondo la spiegazione classica il pianeta A con la sua forza gravitazionale rappresentata con le linee di colore verde attrae proporzionalmente gli altri pianeti inversamente al quadrato della distanza che li separa; nel grafico Figura 1.1, si vede che il pianeta A attrae con la propria massa (linee verdi) gli altri pianeti formando un cono gravitazionale che idealmente viene indicato nei bordi con le linee rosse solo per capire meglio, questo cono è sempre proporzionale all’attrazione esercitata. Riepilogando, la forza gravitazionale del pianeta parte dal centro della sua massa e si diffonde a raggiera nello spazio in tutte le direzioni, il risultato reale è evidenziato nella figura 1.1, le linee rosse delineano l’influenza gravitazionale dei singoli pianeti, con questa raffigurazione si capisce bene l'importanza della proporzione della forza gravitazionale interessata ai pianeti situati a distanze diverse, infatti il risultato lo vediamo bene, in effetti è inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza come la formula riporta.

Tuttavia per essere più precisi la forza è proporzionale al volume dei due coni che idealmente si formano nella figura 1.1. Il Pianeta A, ha un campo di forza con il Pianeta B, e costruisce con le sue linee di forza un cono visto in sezione in A,B₁,B₂, per essere più precisi la forza gravitazionale dei due pianeti è A,AB₁,AB₂, il Pianeta A, ha un campo di forza con il Pianeta C, formando con le sue linee di forza un cono A,C₁,C₂, anche qui per essere più precisi la forza gravitazionale dei due pianeti è A,AC₁,AC₂.^nota[1]

[1] - La formula che determina la forza gravitazionale dei pianeti A e B, è F = G m_a M_b/R²_ab, per capirla meglio però si deve fare un passo indietro, cioè F = G m_a M_b/R²_a+ R²_b , adesso capiamo che è molto importante per il pianeta anche la distanza personale che li separa, perciò vista dalla parte dei pianeti A e B si può capire che la forza di ogni pianeta s’incontra a “metà strada della loro forza gravitazionale” per così dire, cioè per i pianeti A e B l’incontro della loro “forza” sta in AB₁-AB₂.

- Riflessione:

Con questa semplice puntualizzazione si aprono nuovi orizzonti per la fisica, se si accetta questa spiegazione si può capire che la forza gravitazionale viene direttamente o è una conseguenza diretta della forza atomica della materia, lei è un’energia in entrata ma si comporta esattamente come le radiazioni in uscita della materia, infatti la forza gravitazionale si somma e si sottrae esattamente come per le interferenze di luce.

La conferma della mia affermazione può essere ricercata, studiando la materia infatti una massa atomica da un kilo ha la stessa forza di attrazione gravitazionale. Questo nuovo modo di vedere la forza gravitazionale può spiegare con la sola logica l'orbita apparentemente anomala di Mercurio, l'attrazione gravitazionale delle galassie e la loro elevata velocità periferica e tanto altro ancora, questo secondo il mio punto di vista, può essere la chiave di lettura dei fenomeni fisici.

Ma cosa possiamo capire ancora?

Possiamo capire che la forza gravitazionale si sprigiona direttamente dalla materia partendo dal suo interno, perché questa forza non decresce nel suo percorso è l’area interessata alla forza di gravità che è diminuita al quadrato della distanza, dato che è una forza in entrata propria dell’energia atomica, io qui non sto parlando della forza elettrica che tiene gli atomi insieme o gli elettroni legati al nucleo, io sto parlando solo della forza nucleare forte, questa è infinitamente forte all’interno della materia, infatti lei riesce a sagomare il nucleo dell’atomo, questa forza non è esercitata dal nucleo dell’atomo ma dai suoi singoli componenti interni, attenzione non sto parlando dei neutroni senza carica e dei protoni con una carica positiva, che uniti costituiscono il nucleo atomico, perché loro sono già dei componenti finali già formati.

Cerchiamo di capire perché nella realtà più neutroni e protoni possono formare e convivere uniti nello stesso atomo anche se hanno lo stesso segno elettrico, loro avendo lo stesso segno sarebbero costretti dalla forza repulsiva elettrica a schizzare veloci lontani dal nucleo invece dalla forza nucleare sono bloccati a formare il nucleo dell’atomo.

Andando più in profondità scopriamo che neutroni e protoni sono formati da tante altre particelle chiamate quark, ma i quark sono già componenti con una massa propria qui stiamo parlando di grandezze fisiche dell’ordine di 10^-18metri per i quark e di 10^-22metri per i loro componenti interni e sono questi che hanno la proprietà di scambiare la forza nucleare forte tramite i gluoni che sono particelle elementari responsabili della vera azione nucleare, i gluoni sono i reali responsabili della stabilità del nucleo loro svolgono un’azione collante (da cui il nome glu=colla) loro possono interagire con altri gluoni questa è la grande particolarità, a questa distanza la loro forza supera di gran lunga la forza elettromagnetica (anche perché a questa distanza forza elettrica ancora non si manifesta con i suoi effetti).

Perché succede questo?

Perché è una questione di distanze e di grandezza cioè aree interessate in rapporto, i neutroni e i protoni quando formano un nucleo sono veramente a contatto perché stanno ad una distanza di 10^-16metri circa, se pensiamo che un singolo atomo è circa 10^-10 ed il suo nucleo è 10^-15 il contatto dei neutroni e dei protoni è veramente un contatto con poco spazio, però solo fino a qui la forza nucleare dà il meglio di se e riesce a confinare in un nucleo più neutroni e protoni anche con la stessa carica, loro essendo dello stesso segno dovrebbero schizzare via, proprio per la loro forza repulsiva elettrica, ma a questa distanza ha la meglio la forza nucleare, quando invece passiamo a distanze maggiori cioè 10^-10 che è la misura dell’atomo, già qui cambia tutto, Perché nel nucleo stiamo ad una misura dell’ordine 10^-15 il contatto dei neutroni con protoni è di 10^-16 il contatto tra i quark è di 10^-18 e di quelli che li compongono e di 10^-22 quindi 1.000.000 volte più vicini, perciò la forza nucleare da 0 ad +1.000.000 riesce ad esercitare la sua forza forte ed essere preponderante, il prossimo contatto di materia la forza nucleare c’è l’ha con gli elettroni questi però sono posti ad una distanza di 10^-10 qui stiamo parlando di una misura enorme a paragone dell’ordine di +100.000.000.000 cento miliardi di volte più grande del contatto all’interno del quark e di +1.000.000 volte più grande del contatto tra protone e neutrone, la distanza sappiamo che influisce al quadrato ed è proprio per questo che la forza nucleare non riesce più a trattenere gli elettroni con una carica negativa, ma deve avere un aiuto dalla forza elettrica.

A questa distanza è la forza elettrica ad avere la meglio, l’elettrone come gli atomi della materia sono tenuti per lo più dalla forza elettrica, perché la forza atomica proprio per colpa della formula F = G m M/R², a distanze maggiori anche se piccole per noi “perde la sua efficacia”, però la forza attrattiva atomica esiste e funziona da dentro al nucleo e si diffonde anche fuori, è l’area interessata che in rapporto cambia.

Perché qui comanda la forza elettrica? Perché lei nasce qui a questa distanza, la causa è la differenza di potenziale tra l’elettrone negativo e il nucleone positivo.

Riporto una parte di un testo di fisica preso dal web www.fisicamente.net del prof. Roberto Renzetti qui lui spiega molto bene le proporzioni dell’atomo e le forze che sono in gioco: “se ingrandissimo idealmente il nucleo fino ad assumere la massa di una arancia, l'elettrone avrebbe la massa di un chicco di mais, questo si muoverebbe intorno ad esso in un'orbita con un raggio di una trentina di chilometri (come dire che, se mettessimo questa arancia al centro di Roma, il chicco di mais ruoterebbe passando sul litorale romano, su Tivoli, e sopra ai Castelli Romani delineando il confine dell’atomo)”.

Noi sappiamo che la forza atomica forma il nucleo dell’atomo con i singoli neutroni e protoni ma con l’esempio dell’arancia del Prof. Renzetti, si capisce bene come la forza atomica forma stabilmente il nucleo (l’arancia) ma non riesce proprio per la formula

a trattenere gli elettroni (i chicchi di mais) che orbitano a trenta km al confine dell’atomo (queste misure sono per difetto perché nella realtà l’orbita del chicco di mais dovrebbe essere molto di più di 30 km), ecco perché per trattenere l’elettrone la forza atomica del nucleo, deve chiedere aiuto alla forza elettrica che nasce a questa distanza e si genera per la differenza di potenziale tra l’elettrone carico negativamente e il nucleo carico positivamente.

Per capire meglio proviamo anche se con una grossa approssimazione ad ingrandire ulteriormente l’atomo fino a farlo diventare grande come il nostro sistema solare così da poterlo paragonare, in nucleo (l’arancia) sarà il nostro ipotetico Sole e l’elettrone (il chicco di mais) sarà Nettuno, la distanza che c’è tra il Sole e Nettuno è circa 4.498.252.900 km quindi la nostra arancia con il chicco di mais che orbita a 30 km per fare un giusto paragone dobbiamo moltiplicare il tutto per 150.000.000 di volte perciò avremmo il nostro chicco di mais che pesa 0,0001 kg peserà 15.000 kg e la nostra arancia che pesa 0,25 kg peserà 37.500.000 kg ad una distanza di 4.500.000 km.

Nella figura n.1.2 vediamo che il nucleo dell’atomo ingrandito a misura del nostro sistema solare avrà una massa di 37.500.000 kg questa risulterà troppo piccola per trattenere i 15.000 kg dell’elettrone pianeta a questa distanza astronomica, anche se è molto approssimativa questa tabella fa capire perché il nucleo dell’atomo con la sua forza nucleare forte non riesce proprio a trattenere l’elettrone, perché l’area interessata alla forza nucleare è troppo piccola, ma questa forza ritornerà predominante solo quando ci troveremo in presenza di grandi pianeti massivi che risulteranno vincenti con la forza gravitazionale della loro grande massa.

Solo per conferma, adesso proviamo a fare l’inverso cioè rimpicciolire di 150.000.000 di volte il nostro Sole e Nettuno per paragonarli con l’arancia e il chicco di mais (il nostro ipotetico l’atomo ingrandito) con un raggio dell’orbita di 30 Km.

Nella figura 1.3 vediamo che la massa del Sole così rimpicciolito rimane comunque imponente, la sua massa ridimensionata la possiamo paragonare senza problemi alla quella di Plutone, anche Nettuno così ridotto rimane comunque un pianeta nano ma con una sua massa consistente, però quello cha salta più agli occhi è che i trenta chilometri di orbita che ci siamo dati come misura non sarebbero sufficienti per tenere separati i due oggetti, Nettuno apparirebbe incastonato profondamente nel Sole.

Questa ulteriore prova anche se imprecisa ci fa capire l’enorme forza gravitazionale esercitata dal Sole nei confronti dei suoi pianeti

Ecco perché affermo che la forza gravitazionale della materia parte dal nucleo, perché tutto è in armonia, cioè fatte le giuste proporzioni si capisce che la forza nucleare agisce dall’infinitamente piccolo all’infinitamente grande.

Capiamo anche che la materia se ha una massa rilevabile questa è sempre una aggregazione di materia che si tiene unita per mezzo della forza nucleare, perciò questa massa se rilevabile è ancora scomponibile in materia sempre più piccola, quando la materia non fa più uso della forza nucleare forte, al quel punto possiamo dire che è materia scomposta ai minimi termini, qui noi comunemente diciamo “non esiste più”, ma se ci pensiamo bene esiste ed è sempre lì, è materia senza una massa ma con un suo volume, semplicemente lei non è più attiva quindi non è rilevabile.

Questa materia ormai scomposta possiamo chiamarla per comodità particelle senza massa, queste particelle invisibili e non rilevabili potrebbero essere di diverso volume e materiale, ma in comune tutte loro è quello di non avere la forza nucleare attiva al proprio interno.

Le particelle senza massa sono la base della materia, infatti solo se unite meccanicamente o in altro modo, loro riescono ad innescare la forza nucleare e possono dare origine alla vera materia con massa che noi conosciamo, se rimangono scomposte loro rimangono nell'etere, anzi vi dirò di più quando noi siamo in presenza di sole particelle senza massa questo è l’etere infinito senza nulla il componente più rarefatto conosciuto. Infatti queste particelle esistono ovunque nell'aria anche all’interno della materia senza legare con altra materia con o senza massa, queste particelle non sono rilevabili normalmente ma possono essere catturate naturalmente dalla semplice energia in uscita della materia come radiazioni, luce ecc. per diventare così fotoni o radiazioni varie, per concludere la luce o le radiazioni non sarebbero ne visibili o rilevabili se non ci fossero queste particelle, proprio come queste particelle non sarebbero rilevabili se non ci fosse la luce o le radiazioni della materia. Quindi queste particelle senza massa sono le particelle di controllo dell’energia.

- Riflessione:

La mia idea è che il raggio di luce lo possiamo scomporre in due elementi la pura energia e la particella senza massa, la pura energia emessa dalla materia cattura il “fotone” inteso questo come una particella senza massa quando e ferma ma fotone quando è in movimento, dando vita insieme, alla luce o alle radiazioni in genere, se ci pensiamo bene, dalle onde radio fino ai raggi gamma sono tutte emissioni di energia pura della materia, le radiazioni catturano (semplicemente impattando) le varie particelle senza massa, queste particelle diventano a loro malgrado un componente delle radiazioni elettromagnetiche che conosciamo la differenza che le caratterizza per noi è la grandezza del volume della particella, una particella piccola può essere spostata da poca energia, una particella grande gli occorre una quantità maggiore di energia, entrambe le particelle hanno un moto ondulatorio di conseguenza possono relativamente trasportare emissioni di energia pura d’intensità diversa.

La luce se non avesse nulla che la limitasse andrebbe sempre alla sua massima velocità (forse anche dieci volte la sua velocità reale), questa non rallenterebbe mai perché non c’è nulla che la condiziona, perciò avrebbe un tragitto lineare infinito e non perderebbe mai energia, in questo caso noi non vedremo nulla e non riusciremo neanche a rilevare una radiazione, infatti questo è proprio quello che succede per l’energia gravitazionale (perché le particelle senza massa sono immuni a questa forza), la forza gravitazionale non ha una particella che l’evidenzia e forse proprio per questo non avrà la stessa velocità della luce.

Secondo la mia ipotesi, è proprio il volume della particella senza massa a limitare il raggio di luce ad una velocità ben determinata (300.000 km/s), qui non c'è una massa a frenare enormemente la velocità ma c'è un volume senza massa che limita semplicemente proprio come un piano inclinato la velocità della luce, senza la particella la luce sarebbe più veloce con un moto lineare, invece nell’etere risulta limitato a 300.000km/s con un percorso non ondulatorio ma elicoidale.