La Scoperta di Nettuno e Urano: I Giganti Blu del Sistema Solare, Guide, Progetti e Ricerche di Fisica

Scarica La Scoperta di Nettuno e Urano: I Giganti Blu del Sistema Solare e più Guide, Progetti e Ricerche in PDF di Fisica solo su Docsity! LA SCOPERTA DI NETTUNO E URANO NETTUNO : Ottavo del Sistema Solare per distanza dal Sole e quarto per grandezza, il pianeta Nettuno è simile ad Urano per quanto riguarda la sua composizione. I due pianeti si presentano con un aspetto similare, di colore azzurro intenso, dovuto alla presenza di metano nella loro atmosfera, oltre che di idrogeno, elio, acqua ed ammoniaca.Distante dal Sole mediamente 4.500 milioni di chilometri e con un diametro equatoriale di 49.528 Km (4 volte quello della Terra), la temperatura minima della sua atmosfera può raggiungere i -220°C. I suoi satelliti naturali conosciuti sono 14, i cui nomi derivano da quelli di antiche divinità marine. Il satellite principale è Tritone, che presenta la particolarità di essere geologicamente attivo: sulla sua superficie infatti, avvengono numerose eruzioni simili a geyser. Nettuno possiede inoltre un sistema di 10 anelli molto tenui e sottili. URANO : Urano è il settimo pianeta partendo dal Sole. È stato scoperto da William Herschel nel 1781.Urano si trova a più di 2.800 milioni di km dal Sole. A questa distanza, la temperatura in cima alle sue nuvole è di -214 gradi C. Si muove abbastanza lentamente e ha un lungo cammino da percorrere, quindi, per compiere una sola orbita intorno al Sole, impiega 84 anni. Urano è un mondo gigante. È il terzo pianeta più grande del Sistema solare e potrebbe contenere 64 Terre. Nonostante le sue enormi dimensioni, ruota su se stesso rapidamente: un giorno su Urano, infatti, dura solo 17 ore e 14 minuti.Urano è prevalentemente costituito di ghiacci: una miscela di acqua, metano e ammoniaca. Al suo centro potrebbe esserci un piccolo nucleo roccioso. Questo significa che è molto leggero per le sue dimensioni. LA SCOPERTA : Urano e Nettuno sono i primi pianeti a essere stati scoperti dall’antichità e questa scoperta rappresenta una tappa fondamentale della ricerca astronomica perché segna il passaggio da un Sistema Solare che è ancora quello osservabile a occhio nudo, a uno in cui gli strumenti diventano protagonisti assoluti e imprescindibili del metodo di ricerca. L’esistenza di due nuovi pianeti allargava enormemente i limiti del Sistema Solare oltre la sfera nella quale anticamente si pensava si trovassero i cinque pianeti conosciuti (Mercurio, Venere, Marte, Giove e Saturno). Perdeva ogni mistero anche il numero di sette astri mobili in cielo, ottenuto aggiungendo ai cinque pianeti il Sole e la Luna e rimasto inalterato per la sostituzione copernicana della Terra all’astro maggiore. In questo contesto non verrà trattata la scoperta di Urano in quanto da un certo punto di vista meno aascinante, anche se altresì importante, rispetto alla scoperta di Nettuno. Solo per la cronaca, Urano fu ucialmente scoperto la notte del 13 marzo 1781 dall’astronomo William Herschel. Ci vollero ancora alcuni mesi perché la scoperta fosse accettata universalmente da tutta la comunità scientifica. Con il passare del tempo gli astronomi furono in grado di calcolare precisamente quale doveva essere l’orbita di Urano sulla base delle leggi del moto e della gravità scoperte rispettivamente da Johannes Kepler e Isaac Newton. Dopo la scoperta di Urano si era distrutto un tabù, quello dell’intoccabilità del numero dei pianeti. Dopo la scoperta si cercò infatti tra le osservazioni degli anni precedenti e si scoprì che il pianeta era stato osservato più volte e descritto come una debole stella. L’idea della stabilità aristotelica del numero dei pianeti era così radicata che a nessuno era mai venuto in mente di controllare i movimenti di questo debole oggetto sul medio periodo. Nella prima metà dell’Ottocento la previsione della posizione dei pianeti e della Luna era giunta a un notevole grado di precisione, soprattutto per merito della Mécanique Céléste di Laplace e del metodo dei minimi quadrati di Karl Gauss. Le posizioni dell’ultimo pianeta del Sistema Solare, Urano, erano state tabulate nel 1821 da Alexis Bouvard e nel 1845 da suo nipote Eugène ma, al contrario degli altri corpi orbitanti, il pianeta sfuggiva a una previsione esatta delle orbite che risultasse valida per più di una decina d’anni. Nello stesso 1845, l’Académie des Sciences di Parigi arontò il problema. La storia può iniziare dal 1687 con la pubblicazione della formula di gravitazione universale da parte di Isaac Newton: nell’universo ogni punto materiale attrae ogni altro punto materiale con una forza che è direttamente proporzionale al prodotto delle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza. Da questo risultato fu subito chiaro che il moto dei pianeti del nostro Sistema Solare era determinato in larga parte dall’azione del Sole (basti pensare che la massa del Sole è 1.000 volte la massa di Giove, il pianeta più grande del Sistema Solare). Partirono immediatamente le critiche alla legge di Newton; in sostanza questa dava una buona approssimazione per il moto dei pianeti, ma il risultato teorico non era in linea con quanto realmente osservato: le orbite reali e quelle teoriche divergevano in maniera sostanziale. Lo stesso Newton non sapeva opporsi all’evidenza di tali obiezioni, ritenendo così necessario che “il buon Dio rimettesse ogni tanto le orbite planetarie al proprio posto”. In realtà, per descrivere correttamente la dinamica del sistema solare, occorreva tener conto delle forze di mutua attrazione tra tutti i pianeti, estendendo quindi il problema gravitazionale al caso di n-corpi. Fisici e matematici del XVIII secolo si dedicarono allo studio delle ”perturbazioni” esercitate dai pianeti nel problema a n-corpi: • Laplace riuscì ad introdurre dei metodi matematici in grado di trattare il problema delle perturbazioni planetarie e a mostrare che il moto osservato di