velocità e distanze

Le stelle sembrano ferme, come tu del resto, sembri immobile su questa terra.
Lo sembreresti anche se ti spostassi sul mezzo più veloce conosciuto ad un osservatore che si trovasse sull’orbita di stazionamento terrestre.
Questo effetto è dovuto ad una logica combinazione di forze, allo spazio e al tempo insieme a queste forze. Certo è che se l’osservatore si soffermasse per un certo tempo a guardarti noterebbe un minimo spostamento. Ma sarebbe forse più interessante per l’osservatore guardare lo spettacolo che si ritroverebbe intorno a lui e che ora vado ad illustrare 😀
Ferma dunque la tua pazza corsa sul mezzo più veloce del mondo e prosegui per scoprire alcune cose interessanti.

Trovi esposti qui di seguito alcuni fatti, consentiti dalle misurazioni fornite con la più semplice delle tecnologie, il calcolo matematico. Anche se di argomenti e dati ce ne sarebbero un’enormità da affrontare, cercherò di spiegare in modo rapido i punti che seguono, in modo da evitare di risultarti estremamente prolisso. Se desideri approfondire hai a disposizione infinite fonti su internet e qualcosa anche in libreria.

• La Terra impiega 24 ore per compiere un giro completo su se stessa, vale a dire che il nostro Pianeta ruota di un intero angolo di 360 gradi in 24 ore. Dunque la sua velocità angolare, ossia la rotazione compiuta nell’unità di tempo, è presto calcolata: 360 gradi diviso 24 ore, cioè 15 gradi l’ora. Questo per quanto riguarda la velocità angolare, una grandezza con cui però non siamo abituati a ragionare.
  Per ricondurti a una velocità più familiare, quella lineare, che misuri in chilometri orari, devo fare un’osservazione, cioè che quando un corpo ruota su se stesso non tutti i suoi punti hanno la stessa velocità lineare: i punti più distanti dall’asse intorno al quale avviene la rotazione infatti si spostano più velocemente. In effetti i punti lungo l’asse non si muovono per nulla: ad esempio il Polo Nord e il Polo Sud della Terra, i punti estremi dell’asse, non si spostano nella rotazione. I punti sull’equatore invece, che sono i più lontani di tutti dall’asse, si muovono a grande velocità.
  Per trovare la velocità lineare dobbiamo osservare che durante una rotazione di 360 gradi un punto all’equatore percorre l’intera circonferenza terrestre, che è lunga circa 40.000 Km. La velocità lineare di questo punto sarà allora 40.000 Km diviso 24 ore, cioè circa 1.667 chilometri all’ora. Negli altri punti della Terra la velocità diminuisce all’aumentare della latitudine. Alle nostre latitudini, le velocità variano dai 1.334 chilometri orari di Siracusa (latitudine 37 gradi nord) ai 1.167 di Bolzano (46 gradi nord). Ipotizziamo la media di 1.200 Kilometri orari ed abbiamo già un valore assurdo… viene da dire “ma come? non eravamo fermi?” 🙂

In pratica hai appena stabilito che la superficie terrestre alla nostra latitudine ruota a ~ 1.200 Km orari, 333,333 metri al secondo ( circa 460 m/s all’equatore )… spaventoso vero? noi ci spostiamo con la terra a circa 0,333… Km/sec … sì è abbastanza spaventoso, ma è solo l’inizio.

• La Terra non ruota solo su se stessa come ben sai, ma anche intorno al Sole.
  Il periodo di tempo impiegato dalla Terra per compiere una rivoluzione completa dura 365 giorni 5 ore 48 minuti e 46 secondi ( circa 8.766 ore, più o meno 525.948 minuti, precisamente 31.556.926 secondi ). La distanza media tra Terra e Sole è di quasi 150 milioni di km. In pratica possiamo immaginare il disegno che crea la Terra ruotando intorno al Sole come un ellisse, un cerchio allungato perché la distanza tra i due corpi varia a causa della forma ellittica dell’orbita. Perciò, nonostante la sensibile variazione di distanza dalla nostra stella nella rivoluzione ellittica del pianeta Terra, la distanza media dal Sole in questa rotazione è di 150 milioni di chilometri.
  Dichiarate queste specifiche sul moto, purtroppo dovendo saltare a piè pari tutto il sezionale sulle stagioni del nostro pianeta, possiamo calcolare velocemente la distanza percorsa con lo stesso metodo usato sopra: con questa rotazione percorriamo un orbita ellittica con 150.000.000 di km di raggio per un periodo di circa un anno, quindi, come a scuola, raggio per 2 ed otteniamo il diametro, quindi moltiplichiamo per pi greco per determinare la circonferenza, 150.000.000 * 2 = 300.000.000 per 3,14, cioè 942.000.000 … un numero improponibile, circa novecentoquarantadue milioni di chilometri 😀 Quindi, come prima, per calcolare la velocità lineare prendiamo semplicemente la misura percorsa diviso lo spazio trascorso, ossia 942.000.000 di chilometri diviso 31.556.926 secondi, cioè 29,85081627 chilometri al secondo!

Nello spazio di circa un secondo, stando semplicemente davanti a questo monitor, hai appena percorso la modica distanza di 30.000 metri ( all’incirca eh? migliaio più migliaio meno, ci sono molti fattori da valutare che salto per mancanza di spazio e tempo ).
Come? Terribile? Spaventoso? Pensavi di essere su una bicicletta sgangherata da soli 0,3 Km/sec e invece pare che siamo su un missile sparato nello spazio a velocità inimmaginabile…. ma andiamo avanti, questo è niente… davvero!!

• Il nostro Sistema Solare è sicuramente accentrato al Sole, da Mercurio a Nettuno e il bistrattato Plutone, tutti i pianeti, cinture di asteroidi e persino la minima particella di pulviscolo non sfuggono alla gravità del nostro colosso di quartiere. Questo non significa che tutto quanto di visibile nelle notti stellate, e il restante 99,99% dell’invisibile, faccia capo al solo Sole, ci sono in realtà tantissimi altri sistemi intorno a noi che influenzano il nostro già esageratamente veloce moto nello spazio.
  Infatti, seppur ben consolidato da milioni di anni di rodati collaudi, neppure questo nostro Sistema è statico, non si è stabilizzato in una routine definitiva come abbiamo visto per Terra e Sole insomma – anzi – 100.000 anni fa le costellazioni nel cielo erano completamente diverse e abbiamo testimonianze di anche solo 5.000 e 2.000 anni fa, in cui si evince che molte delle Stelle che ora vediamo a disegnare nel cielo lo zodiaco si trovavano in posizioni nettamente diverse.
  Quindi dobbiamo immaginare il nostro Sole, sì come il centro cardine di riferimento per noi, ma, astriamoci per un attimo, pensiamo che anche il Sole e l’intero Sistema Solare hanno uno o più riferimenti, ossia la massa delle altre stelle vicine e degli altri sistemi.
  Stelle proprio come il nostro Sole, ma tutte quante sensibilmente più grandi e di conseguenza molto influenti su masse, orbite e pressioni dinamico magnetiche.
  Tutti questi colossi insieme fanno parte di un enorme sistema, definiamolo per ora Settore.
  Il Settore altro non è che l’insieme di stelle che si influenzano a vicenda, come più calamite sullo stesso tavolo. Questo settore l’ho inventato ora, non esiste come area precisa, consente di capire meglio la dinamica di uno spostamento.
  Fino a che le calamite rimangono alla giusta distanza, l’influenza che ne deriva è minima anche se sensibile, quindi, il movimento di una delle calamite sposta o varia leggermente la rotta di tutte le altre.
  Immaginiamo ora questo tavolo come enormemente vasto, un pavimento ad esempio, un enorme numero di calamite a distanza stabile che per quanto statiche devono pure muoversi anche se di “poco”. Ebbene questo poco in realtà è un movimento perenne, come una piccola e leggera pressione di un dito per ogni calamita, dovuto alla rotazione dei pianeti di ogni Sistema Solare e alle loro variazioni di massa/influenza, che è proprio di ogni stella e pianeta. Ciò fa scorrere lentamente tutte le altre calamite di poco, poco alla volta.
  Ora è semplice continuare con l’astrazione e immaginare questa leggerissima “pressione” magnetica in una forma tridimensionale nello spazio, applicata alle masse dei corpi stellari e ai pianeti.
  Non è ancora possibile determinare questo movimento con certezza, anche perché non sono note mappe del campo magnetico stellare, visto che ancora nessuno si è preso la briga di definire rotte di navigazione, ma possiamo usare un parametro fondamentale che ci consente di determinare il movimento del Settore usando la luce.
  Lo spostamento di questo sistema viene rivelato, oltre che dalle testimonianze citate poco sopra dove in millenni di storia dell’umanità si sono registrate variazioni della posizione delle costellazioni, anche dallo scorrimento del rosso nel campo dello spettro visibile oltre che dalle osservazioni vere e proprie ( scomposizione della luce con il prisma ottico ). In pratica il rosso appare meno marcato e leggermente spostato mano a mano che ci dirigiamo da una costellazione ad un’altra [ vedere gli interessantissimi studi di Edwin Hubble sul moto dei sistemi galattici, pardon ma devo tagliare ].
  Questa misura della posizione del rosso, effettuata in tempi diversi distanziati da lunghi periodi di tempo, ci permette di determinare che ci stiamo muovendo rispetto agli altri corpi celesti lontani e ci permette anche di definire la direzione. Interessante notare che, pare impossibile ma è così, tutto quanto si sta distanziando da tutto il resto… come un palloncino in espansione.
  Questo movimento insomma non è immediatamente misurabile perché tutto quanto si sta muovendo e non esiste un riferimento certo, se valutiamo un qualunque punto vicino ci rendiamo conto della velocità di movimento, relativamente ad un qualunque punto lontano dove lo spostamento sarà maggiore. Non avendo quindi un punto fermo ci è impossibile determinare subito uno spostamento effettivo ed una velocità.

Ora non abbiamo numeri su cui ragionare, ci è impossibile valutarli a meno di non conseguire un altro paio di lauree, una in astronomia e l’altra in astrofisica e calcolare per giorni basandoci sul valore della velocità della luce, pari a 299.792.458 m/s, che tipicamente viene approssimato a 300.000 km/s, quindi prendere un paio di Nobel di conseguenza 😀
In realtà facciamo prima a fidarci di uno studioso in materia, il quale ci direbbe sicuramente che sono velocità ragguardevoli, di cui è impossibile non tenere conto.
Immaginiamo comunque velocità molto vicine alla rotazione del Sole intorno ad un asse, come per la Terra intorno all’asse del Sole.
Solo che in tutto questo dobbiamo razionalizzare un piccolo fatto, e cioè che come metro di valutazione abbiamo il nostro riferimento, cioè il Sole, 1 milione di volte più grande del nostro pianeta ( !!! ). Il nostro Sole è la stella più piccola del circondario, molto piccola…
Il Sole ha un raggio di circa 700.000 km, 109 volte maggiore di quello equatoriale terrestre ( 6.378 km ). Il suo volume supera quello terrestre di circa un milione e trecentomila volte.
La massa del Sole un valore di circa 2×1030 kg, non facilmente rappresentabile in termini concreti. Per poterne avere un’immagine basta pensare che, in cifra tonda, la massa del Sole è 330.000 volte quella della Terra e 1.000 volte superiore a quella di Giove, il pianeta più grande del Sistema solare. Tutto questo nonostante il Sole sia composto soprattutto di Idrogeno ed Elio, mentre invece la terra è composta di un nucleo di ferro fuso e di moltissime concentrazioni di altri minerali pesanti tutti intorno al nucleo.
Nonostante questa enorme grandezza, valutiamo anche l’estensione del nostro Sistema Solare ( uno tra i più piccoli del circondario ), che consente di vedere il Sole da così lontano ( da Plutone ), da divenire grande come la punta di un cerino in mano ( !!!!!! ).
Spaventosamente enorme, il nostro Sistema Solare si estende per 6 miliardi di Km e l’area del Sole si attesta su un trilione e cinquecento miliardi di chilometri ( raggio per raggio per π – 700.000 * 700.000 * 3,14 = 1.538.600.000.000 Km ), il solo provare a pensarlo pone un interrogativo molto pesante vero? Inutile pensarci, tutta questa massa è talmente lontana da noi che la sua luce impiega 8 minuti per arrivare da noi, nonostante la luce percorra 300.000 Km in un secondo.
I corpi del Sistema Solare occupano in realta’ un volume molto piccolo rispetto alle dimensioni complessive. Il Sistema Solare e’ quindi praticamente “vuoto”: se il Sole fosse una sfera del diametro di un metro, la Terra avrebbe le dimensioni di un pisello e sarebbe posta a 108 metri di distanza da esso, Giove avrebbe le dimensioni di un’arancia, posta a 550 metri, ed infine Plutone disterebbe 4 km e misurerebbe meno di un millimetro di diametro.

• Abbiamo visto che il Sole appartiene ad un Sistema Solare, poi tutto questo appartenere ad un sistema ancor più grande, che abbiamo definito qui Settore, misurabile in miliardi di miliardi di chilometri, siamo solo all’inizio, ma per finire questa nota con il mio scopo di misurare velocità e distanze mi limito a chiudere con l’ultima cosa, non prima di una dovuta premessa.
  In realtà questo Settore e ciò che affronteremo in seguito, andrebbe misurato con il Parsec oppure almeno con gli anni luce, che sono unità di misura specifiche per ampiezze così vaste.
  Anche se sarebbe giunto il momento di familiarizzare con queste misure, visto che ci stiamo spostando su numeri immensi, invece di cominciare a ragionare su triliardi di chilometri, purtroppo non basterebbero altre 3 note come questa per trattare gli argomenti necessari. Inoltre non mi sembra il caso di fare un trattato di scienze, chi vuole approfondire è già nel posto giusto se sta leggendo qui, Google e Wikipedia ad esempio.
  Il Sistema Solare
  Il Parsec = 3.08568025 × 1016 metri
  l’Anno Luce = 9.4605284 × 1015 metri
  Ebbene, se la distanza del Sole con la stella più vicina, Proxima Centauri, è di circa 4,28 anni luce di distanza ( 4 anni circa se ci fosse permesso viaggiare alla velocità della luce ), per intuire la distanza possiamo confrontarci con la luce del nostro Sole che, come riportavo poco sopra, impiega ben 8 minuti per raggiungere la superficie del nostro pianeta. In pratica noi vediamo quello che è stato il sole 8 minuti prima e, con 4 anni di ritardo quello che è la stella più vicina.
  Siamo giunti a grandezze oltre l’inimmaginabile, ma siamo solo in una piccolissima, minuscola, porzione dell’universo.
  Questo Settore precedentemente illustrato, in realtà è un minuscolo punto, contenuto all’interno di un enorme Sistema Stellare formato da circa 200 miliardi di stelle, che prende il nome di Galassia… una buona porzione di tale ammasso denominato Galassia è in parte visibile durante le notti stellate dell’estate e viene chiamata Via Lattea… consiglio di guardarla da una posizione lontanissima dalle città per goderne a pieno la poesia.
  La nostra Galassia… una delle tante.
  La maggior parte delle stelle è concentrata in una regione di spazio a forma di disco disegnato dai bracci che dipartono a spirale da un nucleo centrale.
  Il disco della nostra Galassia ha un raggio di circa 40 mila anni luce ed il Sole occupa una posizione periferica, a circa 27 mila anni luce dal centro, intorno al quale ruota con una velocità di circa 225 km/s. Compie quindi una rivoluzione completa in 200-250 milioni di anni (=1 anno cosmico).
  Poichè si ammette oggi che l’età del Sole è di circa 5 miliardi di anni, ciò significa che ha compiuto sino ad ora poco più di 22 rivoluzioni galattiche. Piccola nota: a differenza della maggior parte delle stelle della Via Lattea, che frequentemente appartengono a sistemi binari o multipli, la nostra è una stella singola, anche se la stella più vicina a noi pare abbia una certa influenza, forse meglio dire incidenza, sulla rotazione del Sole. Per questo ho esaminato l’ampiezza del Parsec, per far capire quello che in un’altra stella sarebbe stato ovvio, le influenze sul campo magnetico stellare e quindi le modifiche alle rotazioni ellittiche delle stelle.

Ok, siamo giunti ad una quantità di dati sufficienti per determinare una velocità sufficientemente relativa… tu ti stai spostando di circa 225 + 30 + 30 + 0,3 = 285 Km al secondo, dentro la Galassia a circa 60 Km al secondo e insieme a questa +225.
Ragazzi! appurati, sicuri, stiamo andando almeno a 1.026.000 Km orari!!!
Perché non ci siamo ancora schiantati contro qualcosa?
Semplice, quella palla incandescente sopra le nostre teste, un milione di volte più grande della Terra su cui poggiamo i piedi, ci protegge con il campo magnetico dovuto alla sua enorme massa.
Alla prossima lamentela sull’influenza delle onde elettromagnetiche delle reti cellulari, di wireless e microonde, fatevi una grassa risata.

Non sarebbe finita qui. Non abbiamo idea di quanti spostamenti stiamo ancora subendo, ma è certo che anche la Galassia ha tanti più riferimenti in ordine di grandezza crescente di quanti noi ne possiamo valutare… sempre gli studi di Edwin Hubble dimostrano che anche tutte le altre Galassie si stanno muovendo in una danza cosmica di attrazione/repulsione, ed è certo che anche la nostra Galassia si stia muovendo… tra l’altro, partendo da questi dati e da questi metodi di studio, altri scienziati hanno continuato ad analizzare i valori ricevuti con sempre più nuovi strumenti, come ad esempio il telescopio spaziale orbitante Hubble dal cui studioso prende il nome, ed è risultato essere certo che tra non molto ci scontreremo dolcemente con un’altra Galassia, per poi assorbirla. Questo accadrà in capo a 4 miliardi di anni, quindi non preoccupiamocene ora.
Comunque che spettacolo meraviglioso sarà, un vero peccato non esserci visti i nostri tentativi di consumare tutte le risorse molto tempo prima.
Non ci è ancora dato sapere quanto sia vasto l’universo, figurarsi sapere se si stia muovendo, ma non è importante neppure questo, quanto sapere che noi piccoli esseri umani pensiamo di essere lì fermi e invece ci stiamo muovendo a velocità inimmaginabili.

Piccola nota di fine testo; il nostro caro Sole ha un ciclo di “pulsazione” ( si proprio come un cuore ), che “batte” ogni 11 anni circa, durante l’apice di questo ciclo si verificano macchie e corone solari, sbuffi e getti incandescenti lanciati nello spazio, oltre ad un aumento del vento solare… ebbene l’ultimo evento si sarebbe dovuto verificare circa 1/2 anni fa e non è accaduto, inspiegabilmente.
Scienziati di tutto il mondo sono sbigottiti per questo non evento inaspettato e lo sono ancor di più per la “febbre” che il nostro Sistema Solare sta affrontando. Dalle nevicate su marte, mai verificatesi prima, ai cicloni di Giove e Saturno, addirittura così vasti da prendere forme esagonali, alle inaspettate variazioni climatiche del nostro pianeta, nessuno di noi si sa spiegare i motivi del perché ciò stia accadendo e soprattutto i risvolti che ne deriveranno.
Una cosa è certa, intorno a noi tutto è in continuo mutamento, solo la natura umana pare restare cieca di fronte a tutto questo, come sentendosene estranea e facendo di tutto per ignorarlo.
Spero quindi che tutto quanto scritto ci faccia pensare a quale valore avrà la prossima alba che guarderemo… perché adesso quella palla rossa infuocata nel cielo credo abbia un altro valore intrinseco e la nostra vita un piccolo senso in più, se non altro per i numeri che si porta dietro e i fatti che vi si agganciano.
Spero possiamo essere tutti più felici domani guardando quel Sole giallo quando sarà alto nel cielo, sapendo che è parte della nostra casa, che ci nutre e ci protegge da miliardi di anni e che continuerà a farlo per altrettanto tempo… una casa così piccola che deve essere tutelata dal primo all’ultimo essere vivente che la abita. Gaia ci ospita, ma è parte di noi e noi siamo parte di lei. Dalla terra siamo nati e in questa vi moriremo. Non mi piacerebbe sapere che io riposerò in un mondo bistrattato e degradato a immondezzaio. Abbiamone cura, lei è la nostra madre Terra ed è l’unica nostra dimora.
Quando facciamo il nostro lavoro rivolgiamo un pensiero alle nostre scelte, a quanto influiranno sull’ambiente in cui viviamo, quindi al minimo dubbio sfruttiamo il buon senso e scegliamo per la vita in natura e non per una snaturata vita.

Un enorme grazie a chi ha resistito fino a qui nella lettura, chiedo venia per la foga nel cercare di spiegare tanti [troppi] argomenti in un solo post.

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