Famoso soprattutto per la “Meccanica analitica”, contribuì al calcolo dell’orbita nella quale è stato mandato in questi giorni il telescopio spaziale James Webb. Ecco chi era Lagrange e perché è diventato famoso.

Ci sentite ripetere spesso, in questi giorni, che il telescopio spaziale James Webb si è posizionato in orbita attorno al Sole, nel punto di Lagrange chiamato L2. In questo articolo cercheremo di spiegarvi chi era Lagrange e perché è stato uno dei più importanti astronomi e matematici del suo tempo.

Lagrange
Un ritratto di Lagrange. Credit: Wikipedia.

Cresciuto fra Torino, Berlino e Parigi, fu uno dei matematici più brillanti del 1700. Fra i suoi contributi più importanti, la meccanica razionale e quella analitica descritte nella sua opera principale, la Mécanique analytique, pubblicata nel 1788. Divenne famoso per i suoi studi nel campo delle equazioni differenziali, dell’analisi infinitesimale e per essere stato tra i pionieri della teoria classica dei campi. Ma è grazie al suo problema dei tre corpi che abbiamo saputo mandare il più sofisticato telescopio spaziale in un punto perfetto, per osservare l’universo. Vediamo insieme il perché.

La costruzione del telescopio spaziale James Webb. Credit: NASA

Il problema dei tre corpi

Per capire perché il nuovo telescopio spaziale è stato mandato proprio in quel punto dello spazio, dobbiamo fare un passo indietro. Al problema dei tre corpi, una classe di problemi della dinamica, relativi alla meccanica classica. In sostanza, conoscendo la posizione iniziale, massa e velocità di tre corpi influenzati dalla reciproca forza di gravità, si deve calcolare l’evoluzione del sistema costituito dai tre oggetti.

punto lagrangiano L2
Il punto lagrangiano L2. Credit: Wikipedia

Quando parliamo di corpi celesti in moto circolare reciproco, invece, esistono cinque punti di equilibrio in cui non c’è “sbilanciamento” gravitazionale. Sono i cosiddetti punti Lagrangiani, ovvero L1, L2, L3, L4 ed L5. Fu proprio Joseph-Louis de Lagrange a calcolarne la posizione nel 1772. Vengono anche chiamati punti di oscillazione e sono quei punti dello spazio in cui due corpi dotati di grande massa (il Sole e la Terra, nel caso del James Webb) consentono a un terzo corpo dotato di massa molto inferiore (il nostro telescopio, appunto) di mantenere una posizione stabile.

In altre parole, sono gli unici punti in cui le attrazioni gravitazionali dei due corpi più grandi si annullano. Esempi astronomici li troviamo anche nel moto degli asteroidi Troiani di Giove. Sono organizzati in due gruppi che condividono l’orbita del gigante gassoso. Anche il satellite Teti di Saturno condivide l’orbita con due piccolissime lune, Telesto e Calipso, situate proprio nei punti lagrangiani della sua orbita.

Riferimenti:

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