Una domanda semplice che nasconde uno dei misteri più ostinati della fisica moderna. Il motivo? La gravità è incredibilmente debole rispetto alle altre forze fondamentali della natura

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Quanto è “forte” la gravità? Sembra una domanda semplice, ma in realtà nasconde uno dei misteri più ostinati della fisica moderna. Tutto ruota attorno a una quantità fondamentale chiamata costante gravitazionale, o “Big G”, che misura l’intensità dell’attrazione tra due masse. Nonostante più di due secoli di esperimenti, il suo valore “preciso” continua a sfuggire ai ricercatori.

Di recente, un esperimento durato oltre dieci anni ha cercato di fare chiarezza, replicando una misura precedente con strumenti estremamente sofisticati. Il risultato? Un nuovo valore che non solo differisce da quello ottenuto in passato, ma non coincide neppure con quello attualmente accettato a livello internazionale. In altre parole, invece di risolvere il problema, lo ha reso ancora più intrigante.

Perché è così difficile misurare G?

Il motivo principale è che la gravità è incredibilmente debole rispetto alle altre forze fondamentali della natura. Miliardi di miliardi di volte piu` debole rispetto all’interazione nucleare forte, nucleare debole ed elettromagnetica. È così debole che, nella vita quotidiana, riusciamo facilmente a contrastarla: il semplice atto di sollevare un oggetto, significa che riusciamo quotidianamente a vincere l’attrazione di un intero pianeta. Inoltre, non esiste alcun modo per “schermare” la gravità: qualsiasi massa nelle vicinanze, anche minima, può influenzare le misure. Questo rende gli esperimenti finalizzati alla sua misurazione estremamente delicati e sensibili a errori sistematici.

Gravità
Stephan Schlamminger (a sinistra) e il collega Vincent Lee con l’apparecchiatura utilizzata per misurare Big G. Credit: R. Eskalis/NIST

Il metodo più classico per misurare G risale al XVIII secolo e consiste nel rilevare quanto una barra sospesa ruota sotto l’attrazione gravitazionale di masse vicine. Le versioni moderne di questo esperimento sono molto più sofisticate, ma il principio di base è lo stesso. Nonostante tutti gli accorgimenti del caso, i risultati delle diverse misure continuano a non concordare perfettamente tra loro.

Cosi’ inutile, cosi’ cruciale

Oggi la costante gravitazionale è la meno precisa tra le costanti fondamentali note, con un’incertezza pari a una parte su 5000. Puo` sembrare un’inezia, ma e` molto maggiore rispetto, ad esempio, a quella della velocità della luce o della carica dell’elettrone.

Paradossalmente, questo numero è poco utilizzato nella pratica quotidiana della fisica: molti calcoli astronomici, come ad esempio quelli relativi al sistema solare, richiedono solo il prodotto tra G e una massa (come quella del Sole), che può essere determinata con maggiore precisione. Tuttavia, determinare G con esattezza rimane una sfida fondamentale, viste ad esempio le implicazioni importanti per la cosmologia e per la nostra comprensione dell’Universo primordiale.

Fonti: