La precessione del perielio di Mercurio tra Newton ed Einstein

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Probabilmente abbiamo sottovalutato Newton e la sua gravitazione universale.

In un nuovo studio, pubblicato su Physics of the dark Universe, da Christian Corda, professore visitante presso l’International Institute for Applicable Mathematics and Information Sciences di Hyderabad, in India, viene dimostrato che, contrariamente alla convinzione di lunga data superiore ai 160 anni, l’avanzamento del perielio di Mercurio può essere raggiunto nella gravità newtoniana con un’altissima precisione analizzando correttamente la situazione senza trascurare la massa di Mercurio.

Lo stesso autore precisa che la relatività generale rimane più precisa della fisica newtoniana, ma chiarisce che la struttura newtoniana è più potente di quanto i ricercatori e gli astronomi hanno pensato fino ad ora, almeno per il caso di Mercurio.

Gli aspetti più interessanti di questo lavoro stanno nel fatto che, secondo quanto dimostrato dal prof. Corda, non è corretto che la teoria newtoniana non possa prevedere il tasso anomalo di precessione del perielio dell’orbita dei pianeti. Il vero problema è invece che una pura previsione newtoniana è troppo grande.

Nel caso del classico problema della precessione del perielio di Mercurio, questa può essere calcolata con precisione anche con la teoria di Newton, considerando la massa del pianeta, cosa che normalmente viene trascurata. Inoltre, Corda ha constato che la formula Newtoniana non funziona per niente con gli altri pianeti.

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Essa infatti prevede che la precessione del perielio sia proporzionale alla massa del pianeta, e, dunque, se consideriamo i pianeti da Mercurio a Giove, dovrebbe essere massima per Giove e minima per Mercurio.

In realtà le osservazioni ci dicono l’esatto opposto e la formula della relatività generale fornisce valori in eccellente accordo con le osservazioni. Il professor Corda ha scoperto che esiste un modo di risolvere il problema modificando ed arricchendo la teoria di Newton con qualche effetto Einsteiniano.

Lo studio della gravitazione tra la teoria della relatività generale e la teoria della gravitazione di Newton è un argomento estremamente affascinante ed importante.

Da una parte, la relatività generale si è mostrata più precisa della teoria Newtoniana, d’altra parte, però, il livello di precisione della teoria Newtoniana resta comunque elevato e ha il vantaggio di necessitare di una matematica più semplice della relatività generale.

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Infatti secondo l’analisi effettuata da Corda, la precessione del Perielio può essere raggiunta con la stessa precisione della relatività generale estendendo la gravità newtoniana attraverso l’inclusione degli effetti di dilatazione gravitazionale e rotazionale del tempo.

Il risultato newtoniano previsto è infatti troppo grande per Venere e la Terra ma, inserendo le correzioni dovute alla dilatazione gravitazionale e rotazionale del tempo, si ottiene effettivamente un risultato coerente con quello della relatività generale.

Le conseguenze di questo studio sono quanto mai interessanti, infatti è importante sottolineare che una migliore comprensione degli effetti gravitazionali in una struttura intermedia tra la teoria newtoniana e la relatività generale potrebbe, in linea di principio, essere cruciale per una successiva migliore comprensione dei famosi problemi della Materia Oscura e dell’Energia Oscura.

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Materia ed energia oscura tra Newton ed Einstein

L’analisi della gravitazione in un’approssimazione tra la teoria della relatività generale e la teoria di Newton“, ha spiegato Corda in un’intervista rilasciata a everyeye.it, “è sicuramente utile nello studio di vari problemi in quanto permette spesso di utilizzare una matematica non troppo complicata per risolvere problemi complessi senza ricorrere alla più complessa matematica della relatività generale.

Nell’intervista citata, il professor Corda ha anche spiegato in che modo questa sua analisi potrà migliorare la comprensione dei problemi relativi a Materia ed energia oscura.

Sulle questioni di materia oscura ed energia oscura si tende spesso a fare confusione“, ha spiegato Corda. “Il problema della materia oscura nasce dal fatto che, per giustificare certi moti astrofisici, la teoria Newtoniana avrebbe bisogno di molta più materia di quella luminosa, ossia della materia dell’Universo che siamo in grado di vedere. Questa materia mancante è appunto detta “oscura” in quanto non la vediamo”.

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Il punto è che se riteniamo la relatività generale più precisa della teoria Newtoniana, dovremmo usare la prima per studiare i moti astrofisici di cui si parla, anziché la teoria Newtoniana“.

Come detto prima, la matematica della relatività generale è però molto più complessa di quella della gravitazione Newtoniana e trovare delle soluzioni esatte in un approccio di relatività generale per i moti astrofisici in questione è estremamente difficile. Ecco perché un approccio “tra Newton ed Einstein” potrebbe fare un po’ di luce su questo complesso problema“.

Il problema dell’energia oscura riguarda il fatto che, di primo acchito, sembrerebbe che la relatività generale non sia in grado, da sola, di spiegare l’espansione accelerata dell’Universo e pertanto sembrerebbe esserci bisogno di un’energia addizionale repulsiva che permetta all’Universo di espandersi in modo accelerato“, ha continuato Corda.

In realtà, il principio di equivalenza di Einstein ci dice che in relatività generale l’energia totale di un sistema gravitazionale, compreso l’Universo nel suo complesso, dipende dal sistema di riferimento che utilizziamo per studiare il sistema stesso.
In tal modo, l’espansione accelerata potrebbe essere una sorta di “effetto di visuale” rispetto al riferimento terrestre“.

Anche in questo caso“, è la conclusione del professore, “studiare le equazioni cosmologiche tra Newton ed Einstein potrebbe dare una mano a capire quale sia davvero la situazione”.