mappa concettuale gravità fisica

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La gravità è l'interazione fondamentale che attira tra loro corpi dotati di massa o energia. La legge di gravitazione universale di Newton descrive l'attrazione tra masse, mentre la relatività generale di Einstein la interpreta come curvatura dello spaziotempo. La gravità determina il peso dei corpi, l'orbita dei pianeti, le maree e la struttura dell'universo su grande scala.

Da Newton a Einstein
Nel 1687 Newton pubblicò nei Principia la legge di gravitazione universale, unificando la caduta dei corpi sulla Terra con i moti planetari descritti da Keplero. Questa descrizione resta sufficiente per la maggior parte delle applicazioni pratiche, dal calcolo delle orbite satellitari alla meccanica classica. Nel 1915 Einstein propose con la relatività generale un'interpretazione diversa: la gravità non è una forza a distanza, ma la curvatura dello spaziotempo causata da massa ed energia. La teoria di Einstein spiega fenomeni che quella newtoniana non riesce a trattare con precisione, come la precessione dell'orbita di Mercurio, la dilatazione del tempo vicino a masse enormi e le lenti gravitazionali.

Peso, massa e caduta libera
Massa e peso sono grandezze distinte che spesso vengono confuse. La massa misura la quantità di materia di un corpo ed è la stessa ovunque; il peso è la forza con cui la gravità lo attira e cambia a seconda del luogo: sulla Luna un astronauta pesa circa un sesto del suo peso terrestre, pur avendo la stessa massa. In condizioni di caduta libera, cioè senza resistenza dell'aria, tutti i corpi cadono con la stessa accelerazione indipendentemente dalla massa, come dimostrò Galileo Galilei con ragionamenti e esperimenti sui piani inclinati. Nella vita quotidiana l'aria produce effetti diversi su foglie e sassi, ma questo dipende dalla resistenza, non dalla gravità.

La gravità nell'universo
La gravità è la forza dominante su scala astronomica, perché agisce sempre attrattivamente e su distanze enormi. Essa tiene legati i pianeti al Sole, le stelle nelle galassie e le galassie negli ammassi. Le maree terrestri nascono dalla differenza di attrazione lunare e solare tra i vari punti del pianeta. Quando una stella molto massiva esaurisce il proprio combustibile, la gravità può collassarla in un buco nero, una regione da cui nemmeno la luce riesce a sfuggire. Le orbite dei satelliti artificiali sono un caso di caduta libera continua: il satellite cade verso la Terra, ma la sua velocità orizzontale lo fa mancare costantemente il bersaglio.