Come la Terra si muove nello spazio – video

La Terra si muove nello spazio, ruota su se stessa percorrendo la sua orbita intorno al Sole. A che velocità ruota? E a che velocità gira intorno al Sole? E perché non abbiamo percezione dei movimenti della Terra? E ancora, cosa accadrebbe se la Terra cessasse improvvisamente il movimento di rotazione? Vediamo la risposta a queste e altre domande

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Stando sulla superficie del nostro pianeta, è difficile capire che la Terra si muove, dopotutto, non percepiamo alcun movimento nel nostro ambiente ed è solo guardando il cielo di notte che si possono vedere le prove che ci stiamo muovendo.

E non solo il nostro pianeta si muove, ma lo fa girando su se stessa mentre orbita intorno al Sole.

I primi astronomi ritenevano che l’universo fosse geocentrico, cioè pensavano che la Terra fosse al centro di tutto e che l’universo le girasse intorno. Albe e tramonti, secondo questa concezione, dipendevano dal fatto che il Sole ruotava intorno a noi, lo stesso pensavano per la Luna ed i pianeti allora conosciuti.

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In questa concezione dell’universo, però, qualcosa non funzionava: a volte, un pianeta sembrava tornare indietro nel cielo prima di riprendere il movimento in avanti.

Oggi sappiamo che questo tipo di movimento, che si chiama moto retrogrado, si verifica quando la Terra sta “raggiungendo” un altro pianeta nella sua orbita. Per essere più chiari, Marte orbita più lontano dal Sole di noi, per cui, ad un certo punto delle rispettive orbite, la Terra, più interna, raggiunge il pianeta rosso e lo supera. Mentre la Terra supera Marte, il nostro vicino planetario sembra tornare nel cielo ad una posizione precedente, per poi riprendere ad avanzare dopo che la Terra lo ha superato.

Il filmato sottostante mostra come funziona il moto retrogrado proprio tra la Terra e Marte:

Un altro elemento prova che il sistema solare è centrato sul Sole viene dal considerare la parallasse, il cambiamento apparente nella posizione delle stelle l’una rispetto all’altra.

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Per capire cos’è la parallasse, basta tenere il dito indice davanti al viso a distanza di un braccio. Guardarlo solo con l’occhio sinistro, chiudendo l’occhio destro. Quindi chiudi l’occhio sinistro e guarda il dito con il destro. La posizione apparente del dito cambia. Questo perché i due occhi destro e sinistro guardano il dito con angoli leggermente diversi.

La stessa cosa ci accade quando guardiamo le stelle. Al nostro pianeta occorrono circa 365 giorni per completare  un’orbita attorno al sole. Se guardiamo una stella (una di quelle che si trovano relativamente vicino a noi) in estate, e la guardiamo di nuovo in inverno, la sua posizione apparente nel cielo cambia perché siamo in punti diversi della nostra orbita. Vediamo la stella da diversi punti di vista. Con un po’ di semplici calcoli, usando la parallasse possiamo anche ricavare la nostra distanza da quella stella.

La rotazione della Terra è costante, ma la velocità dipende dalla latitudine in cui ci si trova. Ecco un esempio: La circonferenza della Terra (nel suo punto più ampio, cioè l’equatore) è di circa 40.070 chilometri, secondo la NASA. Se si stima che un giorno è lungo 24 ore, si divide la circonferenza in base alla lunghezza del giorno. All’equatore la Terra ruota a circa 1.670 km/h.

Ad altre latitudini la velocità sarà minore. Se ci spostiamo a metà del globo a 45 gradi di latitudine (nord o sud), calcoliamo la velocità usando il coseno (una funzione trigonometrica) della latitudine. Un buon calcolatore scientifico dovrebbe avere una funzione coseno disponibile se non si sa come calcolarlo. Il coseno di 45 è 0,707, quindi la velocità di rotazione a 45 gradi di latitudine è di circa 1,180 km/h. La velocità continua a diminuire man mano che si si avvicina ai poli, dove la rotazione è davvero molto lenta, infatti in quel punto la distanza da coprire è piccolissima.

Le agenzie spaziali sfruttano la rotazione della Terra effettuando lanci verso lo spazio il più vicino possibile all’equatore e lanciandosi nella stessa direzione della rotazione terrestre, i razzi ottengono un aumento di velocità che li aiuta a sfuggire alla gravità.

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La rotazione della Terra, ovviamente, non è l’unico movimento del nostro pianeta, infatti si muove nello spazio in un’orbita ellittica intorno al Sole. La velocità con la quale il nostro pianeta percorre la sua orbita può apparire vertiginosa, infatti è di circa 107.000 km/h.

Possiamo ricavare la velocità con cui la Terra si muove intorno al Sole con la geometria di base: in primo luogo, dobbiamo capire fino a che punto la Terra viaggia. Il nostro globo impiega circa 365 giorni per orbitare attorno al sole. L’orbita è un’ellisse, ma per semplificare la matematica, diciamo che è un cerchio. Quindi, l’orbita terrestre è la circonferenza di un cerchio. La distanza tra la Terra ed il Sole, chiamata unità astronomica (o UA), è di 149.597.870 chilometri, secondo l’International Astronomers Union. Questo è il raggio ( r ). La circonferenza di un cerchio è pari a 2 x π x r . Quindi in un anno, la Terra percorre circa 940 milioni di km.

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Poiché la velocità è uguale alla distanza percorsa nel tempo impiegato, la velocità della Terra viene calcolata dividendo 940 milioni di km per 365,25 giorni e dividendo quel risultato per 24 ore per ottenere i km all’ora. Quindi, la Terra si muove e percorre circa 2,6 milioni di km al giorno, a 107.226 km/h.

Esseri viventi e cose che stanno sulla Terra non percepiscono il movimento del pianeta perché sono solidali con tutto ciò che li circonda. Immaginiamo di stare su una giostra che gira velocemente. Guardando solo la giostra e ignorando ciò che c’è intorno non ci si accorge del movimento. In mancanza di accelerazione, è soltanto in relazione al movimento dell’ambiente esterno che si riesce a percepire lo spostamento.
In realtà non ci si accorge del movimento solo perché noi lo percepiamo sempre e soltanto in relazione a qualcos’altro, è una questione di sistema di riferimento.

Ma non basta: anche il Sole ha un’orbita propria intorno al centro della Via Lattea, dove si trova Sagittarius A*, l’enorme buco nero supermassiccio che domina la nostra galassia.

Il Sole si trova a circa 25.000 anni luce dal centro della galassia e la Via Lattea ha un’ampiezza di almeno 100.000 anni luce. Si pensa che il nostro sistema solare sia circa a metà strada dal centro della galassia. Il Sole e il sistema solare sembrano muoversi a 200 chilometri al secondo o ad una velocità media di 720.000 km/h. Anche a questa velocità, il sistema solare impiega circa 230 milioni di anni per percorrere un’orbita completa intorno al centro della Via Lattea.

Anche la Via Lattea, come il sistema solare e la Terra, si muove nello spazio rispetto ad altre galassie. Tra circa 4 miliardi di anni, la Via Lattea si scontrerà con la galassia più vicina: Andromeda. Le due galassie procedono verso la collisione percorrendo circa 112 km al secondo.

Tutto nell’universo è in movimento.

Mentre la Terra si muove e ruota su se stessa, la gravità impedisce che ciò che si trova sulla superficie del pianeta venga scagliato nello spazio. In realtà, all’equatore, cose e persone pesano leggermente di meno rispetto ai poli.

Secondo la NASA, la probabilità che la Terra smetta improvvisamente di ruotare è “praticamente nulla” per i prossimi miliardi di anni.

Ipotizzando per assurdo che la Terra, all’improvviso, smettesse di ruotare, accadrebbero dei veri e propri cataclismi: l’atmosfera continuerebbe a muoversi alla velocità originale della rotazione terrestre. Ciò significa che tutto verrebbe spazzato via dalla terra, incluse persone, edifici e persino alberi, terriccio e rocce.

E se il processo fosse più graduale?

Questo scenario è più probabile e potrebbe verificarsi tra qualche miliardo di anni perché il Sole e la Luna stanno letteralmente strattonando Terra rallentandone la rotazione.

Ci sarebbe, quindi, molto tempo per gli esseri viventi della Terra per abituarsi al cambiamento. Secondo le leggi della fisica, la Terra potrebbe rallentare la sua rotazione fino ad una rotazione ogni 365 giorni. Questa situazione si chiama “Sole sincrono” e costringerebbe un lato del nostro pianeta a rimanere sempre esposto al Sole mentre l’altro lato resterebbe sempre al buio. In pratica, la Terra si troverebbe nei confronti del Sole come oggi si trova la Luna nei confronti della Terra, per cui un lato della luna è sempre rivolto verso la Terra e l’altro lato e sempre nascosto.

Ma torniamo allo scenario no-spin per un secondo: accadrebbero alcuni altri effetti strani se la Terra smettesse del tutto il suo moto di rotazione: il primo effetto strano, e grave, sarebbe che il campo magnetico terrestre potrebbe scomparire in quanto, si ritiene che la rotazione del pianeta sia almeno in parte responsabile nel generare il campo magnetico. Niente più aurore, quindi e, probabilmente, niente fasce di Van Allen attorno alla Terra.

La Terra non avrebbe più nessuna protezione contro la furia del Sole. Ogni espulsione di massa coronale (particelle cariche) diretta verso la Terra, colpirebbe la superficie del pianeta avvolgendola in un bagno di radiazioni, mentre il vento solare inizierebbe a strappare pian piano l’atmosfera al nostro pianeta, come è successo a Marte.

Questo sarebbe un rischio biologico significativo e, probabilmente, mortale per tutte le forme di vita che popolano la superficie del pianeta.