La teoria della relatività e un’eclissi di cent’anni fa2 min di lettura

1687, Inghilterra. Isaac Newton a 45 anni decide che è giunto il momento di spiegare perché le cose cadono: descrive quindi la legge di gravitazione, secondo cui due corpi che hanno massa e che sono posti a una certa distanza si attraggono all’istante con una forza. Ma la vera bomba di Newton è questa: la legge di gravitazione è universale, cioè spiega come cadono tutti i corpi dell’universo. Non solo quindi la mela cade dall’albero verso la Terra, ma anche la Luna cade verso la Terra e la Terra cade verso il Sole. Tutto l’universo cade: potreste usarla come scusa la prossima volta che non vedrete uno stramaledetto scalino, per esempio.

1915-1916, Berlino. Albert Einstein ha già sconvolto parecchio la comunità dei fisici 10 anni prima. Tuttavia si rende conto che può fare ancora di più: capisce che serve una nuova teoria della gravità, perché i corpi non possono attrarsi all’istante, ma ci vuole un certo tempo prima che uno si accorga dell’altro. Un po’ come quando andate a mangiare le polpette in cucina mentre il sugo borbotta, pensando che vostra madre non fosse in casa ma invece lei è proprio dietro di voi…ahia, scusa mamma.

Secondo Einstein le cose funzionerebbero così: l’universo è come un gigantesco divano, morbido e comodo. Quando uno si siede un po’, il divano si deforma. La stessa cosa succede nell’universo: dove c’è una massa, lo spazio si deforma. E, proprio come nel caso del divano, maggiore la massa, maggiore la deformazione. Questo risolve il problema della forza instantanea: la deformazione dello spazio (come quella del divano) ci mette un certo tempo per propagarsi ovunque e quindi i corpi ci mettono un certo tempo per sentire l’uno la presenza gravitazionale dell’altro. Questa è la teoria della relatività generale.

Capite subito che questa teoria è una vera bomba, altro che legge di gravitazionale universale: come si può essere certi che la teoria di Einstein sia corretta? Non si può. Ma almeno si può essere certi del fatto che non sia sbagliata.

29 maggio 1919, Isola di Prìncipe. Arthur Eddington è inglese e da qualche anno si è appassionato alla teoria di Einstein. A quanto pare, la nuova teoria della gravità sembrava già spiegare alcuni dati sul moto di Mercurio, il pianeta più vicino al Sole. Ma Eddington è uno di quelli che fa scienza forte e decide che bisogna dimostrare con un esperimento che la relatività generale fosse una buona teoria. Per questo Eddington va in Africa, nell’Isola di Prìncipe, per osservare un’eclissi di Sole.

La teoria di Einstein dice che la massa deforma lo spazio e quindi la luce deve curvare la sua traiettoria in presenza di una massa. Se è così, allora la posizione delle stelle che si osservano dietro al Sole durante un’eclissi deve essere diversa dalla posizione delle stesse stelle in un periodo dell’anno in cui esse sono visibili di notte. Eddington pensa “se riesco a confrontare due foto delle stesse stelle con e senza Sole a deformare lo spazio intorno, magari riesco a verificare se Einstein ha ragione oppure no”. Genio (cit.).

Un oggetto con una certa massa deforma lo spazio. La luce proveniente dalle stelle curva la sua traiettoria per arrivare a noi. In questo modo osserviamo la stella in una posizione diversa da quella reale.


Il meteo non è dei migliori, ma la giornata sarà epica lo stesso: la posizione delle stelle nelle due lastre era diversa e la differenza era proprio quella prevista da Einstein.

Una delle lastre fotografiche usate da Eddington.

L’esperimento di Eddington ha segnato per sempre la storia della scienza: affermazioni straordinarie richiedono prove straordinarie diceva Carl Sagan e quello fu proprio il caso. 
L’esperimento di Eddington più che la conferma della relatività, fu soprattutto la messa in discussione della teoria di Einstein. E tuttora la relatività è messa in discussione in svariate situazioni: i buchi neri, l’evoluzione dell’universo, la materia oscura, l’energia oscura. La teoria di Einstein per ora fa il suo sporco lavoro, ma in futuro chissà, magari ci troveremo di fronte a qualcosa di nuovo e inaspettato (speriamo presto!).

Fare scienza è come camminare in una stanza buia: trovi un ostacolo, tu pensi sia un tavolo, ma chi ti dice che sia davvero un tavolo? Però, sotto certe ipotesi e con i dati a disposizione, puoi almeno dire che non è una lavatrice. Ma solo con una certa dose di sicurezza eh, mica con assoluta certezza.

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