Legge di gravitazione universale: spiegazione e dimostrazione

LEGGE DI GRAVITAZIONE UNIVERSALE: SPIEGAZIONE E DIMOSTRAZIONE

Newton e la gravitazione unviersale.  Se da un lato l’approccio quantitativo e matematizzante stava rivelando la sua efficacia nelle ricerche naturali, dall’altro esso dovette ben presto scontrarsi con l’esigenza sistematica dei fisici teorici, che chiedevano teorie universali in grado di spiegare tutta la realtà fisica.

Era il caso di Cartesio, che con la sua teoria dei vortici intendeva render conto di tutta la realtà fisica sulla base del presupposto meccanicistico secondo cui le trasformazioni della materia sarebbero riconducibili a moti di particelle che interagiscono per urto o comunque per contatto reciproco.
Una teoria del genere si proponeva come teoria sistematica, tant’è vero che Cartesio la contrapponeva alle modeste e circoscritte teorie di Galileo sul moto rettilineo uniforme e sulla caduta dei gravi, che potevano spiegare solo una piccola parte dei fenomeni naturali.

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LEGGE DI GRAVITAZIONE UNIVERSALE: SPIEGAZIONE SEMPLICE

Esse però avevano il vantaggio di esser state formulate in un linguaggio matematico rigoroso, mentre la teoria cartesiana, pur essendo generale, era prevalentemente una teoria discorsivo-esplicativa, diversa da quella aristotelica quasi esclusivamente per il rifiuto del modello finalista a favore di quello meccanicista.

Veniva così a crearsi una contrapposizione tra una fisica matematica più modesta e una fisica teorica più ambiziosa.
Un tale contrasto fra l’esigenza da un lato di un rigore scientifico matematizzante e dall’altro di una teoria sistematica venne ricomposto soltanto nel 1687 con la pubblicazione dei Philosophiae naturalis principia mathematica, in cui Newton presentava la teoria della gravitazione universale, con la quale egli poté unificare fisica celeste e fisica terrestre in un sistema esplicativo ormai rigorosamente matematizzato, vale a dire la cosiddetta meccanica razionale.
Tuttavia, nonostante il termine “meccanica” possa far pensare al meccanicismo classico di Cartesio, c’è una differenza fondamentale In Newton, giacché egli nel corso delle sue ricerche lasciò cadere, in quanto non soddisfacente, l’ipotesi dell’interazione per urto o per contatto tra i corpi, in favore di un nuovo concetto, quello di azione a distanza.

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LEGGE DI GRAVITAZIONE UNIVERSALE: DIMOSTRAZIONE

Applicando i risultati delle sue ricerche sul moto circolare alla legge sulla caduta dei gravi di Galileo da un lato e alla terza legge di Keplero sulle orbite planetarie, giunse ad affermare che in generale tra due corpi qualsiasi agisce una forza attrattiva la cui intensità dipende dalle masse dei due corpi e dal quadrato della distanza.
Questa forza ha la peculiarità di agire a distanza appunto e non per contatto.
Newton riteneva che essa potesse spiegare non solo i moti celesti e la caduta dei gravi sulla Terra, ma anche le affinità chimiche, dovute a parer suo all’azione di forze attrattivo-repulsive tra le particelle.
Queste idee vennero duramente criticate dal fronte cartesiano e leibniziano, che accusò Newton di voler riabilitare le qualità occulte e le forze di simpatia-antipatia tipiche della magia rinascimentale.
È piuttosto significativo che quello stesso approccio quantitativo, che aveva fatto della fisica una nuova scienza caratterizzata dal rigore matematico dei suoi asserti e che era giunta con Newton ad una compiuta e coerente sistemazione teorica, potesse esser suscettibile di critiche che ravvisavano in essa un ritorno alla fisica delle qualità e per giunta delle qualità occulte ed enigmatiche della magia naturale.
Paradossalmente ciò che fece più scalpore nella teoria dell’azione a distanza (oltre al fatto che si trattava di un concetto di difficile comprensione) fu proprio che Newton non ne diede formulazioni vaghe e misticheggianti, ma rigorosamente matematiche e suffragate dall’esperienza.