Re: domanda sulla gravità che non è una forza

From: Furio Petrossi <furio.petrossi_at_gmail.com>
Date: Sun, 15 Dec 2019 15:15:59 -0800 (PST)

Il giorno domenica 3 novembre 2019 14:15:03 UTC+1, CarloStudente ha scritto:

> Chi mi aiuta a trovare una risposta che entri onestamente nel merito, per lei comprensibile, che duri al massimo dieci minuti, che non le appaia un vuoto giro di parole?

Mi permetto di fare un "Bignami" dell'ultimo capitolo di
Max Jammer, Storia del concetto di forza - Studio sulle fondazioni della dinamica, Feltrinelli, 1971 (ed. originale 1957)
Capitolo finale: "Il concetto di forza nella scienza contemporanea"


L'opera originale è del 1957, per cui qualcuno vorrà introdurre le novità a riguardo. Ho espunto la parte relativa alla meccanica quantistica.

fp

--- Riassunto ---


Dapprima Keplero aveva trovato nella nozione di forza (vis) un concetto utile per connettere le variazioni di velocità nel moto planetario e le variazioni di distanza dei pianeti dal Sole.

Il concetto di forza è venuto a gravarsi, di una quantità di connotazioni metafisiche, spirituali ed extra-scientifiche in generale, che soddisfacevano il desiderio di spiegazioni causali.
Col la dinamica newtoniana il concetto di forza raggiunse lo status di sovrano, dettante regole assolute ai fenomeni.

Sin dall'inizio erano all'opera forze rivoluzionarie (Keill, Berkeley, Maupertuis, Hume, d'Alembert) che avrebbero finito col determinarne a suo tempo la caduta (Mach, Kirchhoff, Hertz).
Se si spoglia il concetto di forza di tutte le sue connotazioni extra-scientifiche, esso si riduce a uno schema vuoto, a una pura relazione.

L'introduzione del concetto di forza condusse tuttavia a un'unificazione metodologica dello schema concettuale della scienza ed ebbe una parte straordinariamente importante nel progresso della scienza.

La forza è un "termine medio" che da una configurazione di alcuni corpi, con le loro proprietà, permette di determinarne il comportamento di un'altro, come la traiettoria.

Quale che sia il corpo, il prodotto tra la sua massa inerziale e la sua accelerazione è una funzione a un solo valore della configurazione e verrà chiamato "forza".

Il riferimento a una qualche legge della forza non è però inevitabile. La legge della conservazione della quantità di moto lineare è del tutto sufficiente per fornire le equazioni necessarie.
La fisica moderna riconosce che il concetto di forza è un intermediario metodologico che, di per sé, non ha alcun potere esplicativo.

Una volta che le interazioni tra particelle vengono interpretate per mezzo di un meccanismo di campo, la descrizione tradizionale del comportamento dinamico delle particelle, basata su forze del tipo dell'azione a distanza (o su potenziali), conduce solo a soluzioni approssimate.


La definizione di forza nella relatività ristretta differisce dalla definizione newtoniana (seconda legge del moto) sostanzialmente nella dipendenza della massa dalla velocità. Il principio newtoniano di azione e reazione (terza legge del moto) equivale, in termini classici, al principio di conservazione della quantità di moto, che viene mantenuto nella relatività ristretta.

Tuttavia, in contrasto con la concezione newtoniana, è facile mostrare che, nella relatività, la quantità forza non ha sempre la stessa direzione dell'accelerazione che essa stessa produce.


Si deve tuttavia notare un punto importante: in base al rifiuto della simultaneità assoluta di due eventi distanti tra loro, la relatività ristretta giunge a concludere che l'azione a distanza dev'essere esclusa come nozione fisica legittima. Le forze, in altre parole, possono essere solo forze di contatto.



Fu la teoria della relatività generale a condurre a una più profonda revisione del concetto di forza, dovuta alla geniale sintesi di geometria e di gravitazione operata da Einstein. Attraverso il principio di equivalenza, che si fonda sulla proporzionalità tra massa inerziale e massa gravitazionale, la gravitazione si rivela una mera forza inerziale; tanto per fare un esempio, essa è fittizia cosi com'è fittizia una forza centrifuga.
La relatività generale assume ora una sola legge del moto: una particella libera si muove lungo una geodetica.



Ora un osservatore che non sia cosciente della geometria naturale locale può riferire gli eventi fisici del mondo esterno che lo circonda a un sistema di coordinate galileiane corrispondente: nell'ambito della sua geometria, ciò significa che la particella non si muove con velocità costante lungo una linea retta. Di questa deviazione dalla sua traiettoria si terrà conto mediante l'assunzione di un agente che "causa" questa divergenza, ovvero, in altri termini, di una "forza."

La gravitazione, nella misura in cui si mani-festa nella traiettoria parabolica di un proiettile, è una deviazione di questo tipo. Le forze gravitazionali sono pertanto il risultato dell'applicazione di una metrica sbagliata.


Se si fosse usata l'appropriata metrica riemanniana, in cui i cosiddetti potenziali gravitazionali sono determinati, mediante le equazioni di campo, dalla distribuzione della massa-energia, la traiettoria del nostro proiettile si identificherebbe con la geodetica nello spazio-tempo quadrimensionale la quale corrisponde alle condizioni iniziali date.

Mentre nella meccanica classica la configurazione dei corpi era l'elemento determinante del moto, nella relatività generale quest'elemento è dato dallo stesso continuo spazio-temporale.

--- fine riassunto ---
Received on Mon Dec 16 2019 - 00:15:59 CET