{"id":2803,"date":"2006-12-09T00:00:00","date_gmt":"2006-12-08T23:00:00","guid":{"rendered":""},"modified":"-0001-11-30T00:00:00","modified_gmt":"-0001-11-29T22:00:00","slug":"2803","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/2803\/","title":{"rendered":"Se non vado errato il Sole perde materia, ma se perde materia diventa piu’ leggero e di conseguenza la forza gravitazionale esercitata dal Sole sulla Terra diminuisce, ma la forza centrifuga della Terra no! Vuol dire che col tempo la Terra si dovrebbe allontanare poco a poco dalla sua orbita attuale sempre piu’?"},"content":{"rendered":"

La domanda mi d\u00e0 l’opportunita’ di rispondere in maniera pi\u00f9 generale alle forze non newtoniane a cui \u00e8 soggetta la Terra.<\/p>\n

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\"\"\/<\/font><\/font>Secondo certi dati, il Sole espelle circa 6.3 x 108<\/sup> kg di plasma al secondo. Bisogna precisare innanzi tutto che \u00e8 una quantit\u00e0 del tutto irrisoria rispetto alla massa di 1.98 x 1030<\/sup> kg. Per dissolversi del tutto, senza altri fenomeni, impiegherebbe 1014<\/sup> anni (100.000 miliardi di anni!).<\/font><\/font>
Per giunta, nello stesso tempo, esso raccoglie pure il materiale meteoroidale presente nello spazio circostante. Un calcolo statistico suggerisce che ordinariamente cadano sul Sole 1 tonnellata di meteoroidi ogni secondo. A tale valore va aggiunta la caduta occasionale di altro materiale, come ad esempio alcune comete. Si pensi che, per esempio, SOHO aveva registrato, al 14 ottobre 2002, in circa sette anni di osservazioni, la caduta di 528 comete, ed ogni cometa ha una massa di almeno 1012<\/sup>-1013<\/sup> kg (la cometa di Halley ha 2 x 1014<\/sup> kg).<\/font><\/font><\/div>\n


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L’effetto di riduzione di massa del Sole per espulsione \u00e8 dunque in parte compensato dalla contemporanea caduta di materiale dall’esterno. Il saldo netto, considerando che le comete in caduta sul Sole abbiano una massa media di 1013<\/sup> kg (forse \u00e8 un valore un po’ sovrastimato), \u00e8 una perdita di 6 x 108<\/sup> kg\/s. Ma anche trascurando l’apporto dall’esterno il quantitativo \u00e8 decisamente meno consistente della riduzione in massa che il Sole effettivamente subisce per effetto delle reazioni termonucleari, che trasformano parte della materia in energia, la quale si disperde sotto forma di sciame corpuscolare e, soprattutto, di radiazione elettromagnetica (luce). Il calcolo di luminosit\u00e0, chiamata costante solare (vale 3.96 x 1026<\/sup> W\/s, torner\u00e0 utile anche pi\u00f9 avanti), indica, secondo la famosa equazione E=mc2<\/sup> (dove E indica l’energia, m la massa e c la velocit\u00e0 della luce), che il Sole perde massa ad un tasso di 4 miliardi di kg al secondo (7 volte di pi\u00f9 di quella espulsa nei brillamenti, nei getti e nel vento solare).<\/font><\/font><\/div>\n


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Le variazioni di massa occorrenti nel Sole sono irrisorie, tanto pi\u00f9 quelle dovute all’espulsione del materiale, ma ci si potrebbe chiedere se, in linea di principio, \u00e8 vero che la perdita di massa provoca un allontanamento dei corpi in orbita intorno ad un astro. Anche se intuitivamente si potrebbe pensare che la risposta a tale domanda sia afferrmativa, esiste un teorema (lo si deve a Gauss) il quale afferma che fintanto che il materiale si trova confinato entro l’orbita terrestre, il flusso del campo gravitazionale si mantiene costante. <\/font><\/font><\/div>\n


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La conseguenza immediata \u00e8 che, se la materia viene espulsa in maniera radiale, fintanto che il materiale non esce da una sfera ideale centrata sul Sole che ha per cerchio massimo l’orbita terrestre, gli effetti di gravit\u00e0 sulla Terra sono identici a quelli che accadrebbero se tale materia fosse ancora sul Sole. Per la verit\u00e0 il vento solare predilige il piano equatoriale ai poli e l’espulsione non \u00e8 quindi rigorosamente radiale, ma possiamo accettarlo in prima approssimazione. Gli strumenti hanno accertato che persiste un residuo vento anche a 160 unit\u00e0 astronomiche (1 UA = distanza media Terra-Sole), quindi<\/font><\/font> il vento solare si estende oltre l’orbita terrestre.<\/font><\/font> Ne consegue che ogni qualvolta delle particelle superano la nostra orbita si viene effettivamente a perdere il loro contributo gravitazionale e la Terra dovrebbe conseguentemente allontanarsi. Allo stesso tempo, altro materiale entra nel frattempo dentro l’orbita. Comunque sia, ribadiamo, gli effetti, veri in linea di principio, sono completamente trascurabili. Come piccolo \u00e8 l’allontanamento dovuto alla perdita di massa convertita in energia.<\/font><\/font><\/div>\n


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Un ulteriore aspetto da prendere in considerazione \u00e8 la pressione di radiazione. Una particella nello spazio si trova sottoposta ad una forza, determinata dalla radiazione solare, che la ricaccia all’indietro e che dipende, a parte alcune costanti fisiche, da parametri tipici della particella e dall’intensit\u00e0 della radiazione luminosa. Sulle particelle elementari (protoni ed elettroni) si pu\u00f2 arrivare a valori tali per cui essa pu\u00f2 vincere la forza di gravit\u00e0 e rispedire effettivamente la particella da dove era venuta (questo effetto limita in parte la caduta di materiale sul Sole e lo confina in un’orbita, quando non \u00e8 rispedito al mittente); altro \u00e8 il discorso per la Terra con la sua massa considerevole, almeno rispetto a quella delle particelle. Comunque la sua orbita effettiva \u00e8 maggiore di quella che assumerebbe se la pressione di radiazione non esistesse, senza che per\u00f2 l’effetto sia cumulabile nel tempo.<\/font><\/font><\/div>\n


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Esiste infine un altro effetto, che \u00e8 l’allontanamento della Terra dal Sole per reazione al frenamento mareale. In pratica il momento angolare (una grandezza fisica che tiene conto della velocit\u00e0 intorno ad un riferimento fisso, della distanza a cui ruota e della massa) del sistema Sole-Terra deve mantenersi costante<\/font><\/font> (la conservazione del momento angolare \u00e8 una prescrizione fisica)<\/font><\/font>. L’azione delle maree solari che sfregano sulle masse oceaniche rallentano la Terra che reagisce allontanandosi (ben pi\u00f9 marcato \u00e8 l’analogo fenomeno a cui \u00e8 sottoposta la Luna rispetto alla Terra, per lo stesso principio, solo che nella Luna l’effetto \u00e8 pi\u00f9 cospicuo perch\u00e9 l’effetto mareale lunare \u00e8 pi\u00f9 consistente).<\/font><\/font><\/div>\n


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In tutti i casi citati si tratta di quantit\u00e0 irrisorie ma pur sempre reali, che concorrono a far variare la distanza della Terra dal Sole e che non sono direttamente riconducibili alla schematizzazione a due corpi newtoniana.<\/font><\/font><\/div>\n


Gli ordini di grandezza seguenti dovrebbero far capire l’entit\u00e0 dei singoli fenomeni.
Pressione di radiazione: 2.9 x 10-3<\/sup> m (circa 3 mm “una tantum”)
Espulsione materiale: 1.5 x 10-3<\/sup> m\/anno (ogni anno meta’ dell’effetto della pressione di radiazione, solo che questo \u00e8 cumulativo)
Caduta meteoroidi\/comete: -5.2 x 10-5<\/sup> m\/anno (il segno negativo indica che l’effetto riduce il raggio dell’orbita)
Conversione massa-energia: 1.04 x 10-2<\/sup> m\/anno (un centimetro ogni anno!)<\/p>\n

Sommando i tre contributi si ottiene
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1.2 cm\/anno<\/font><\/font><\/div>\n


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Possiamo eseguire anche il seguente calcolo (un po’ grossolano ma adeguato tanto per dare un’idea degli ordini di grandezza): dalla nascita del sistema planetario (pi\u00f9 o meno 5 miliardi di anni fa) la Terra ha receduto dalla propria orbita di 60.000 km, pari a meno di 5 volte il proprio diametro e pari allo 0.04% della distanza attuale.<\/font><\/font>
L’apporto dovuto alla sola espulsione di materiale ha contribuito per meno di 10.000 km. <\/font><\/font><\/p>\n

Ad ogni modo tutti questi valori sono quasi privi di riscontro poich\u00e9 mentre agiscono questi effetti, le perturbazioni planetarie (non sempre gestibili completamente) inducono effetti ben pi\u00f9 marcati. Nei periodi di opposizione Giove, ad esempio, esercita una forza sulla Terra tale da spostarla di quasi due chilometri, e poco meno \u00e8 l’effetto di Venere alla congiunzione inferiore. Le perturbazioni planetarie hanno fatto variare l’orbita della Terra (eccentricit\u00e0, argomento del perielio, inclinazione). Tanto per dare un’idea ad esempio, l’eccentricit\u00e0 \u00e8 passata da 2.67 x 10-4<\/sup> a 5.7133 x 10-2<\/sup> (oggi siamo a 0.017) con periodicit\u00e0 comprese fra 100.000 e 400.000 anni.<\/span><\/font><\/font>
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