mercoledì 7 settembre 2016

Perché i pianeti sono sferici?

Proviamo a rispondere alla domanda.

Un montaggio di pianeti! (Crediti: NASA/JPL)


 Diamo subito la risposta: il motivo per cui i pianeti hanno una forma "quasi praticamente" sferica è la gravità (poi spiego perché ho detto "quasi praticamente").

Infatti, sappiamo benissimo che tutto ciò che ha massa è attratto verso tutto ciò che ha massa. Questa idea molto semplice però va spiegata in maggiore dettaglio. Il motivo di questa "attrazione", secondo la teoria della Relatività Generale è che un corpo con una certa massa modifica la struttura dello spazio-tempo in maniera tale che poi il moto stesso di quel corpo è determinato dalla struttura dello spazio-tempo. Insomma la gravità è un continuo gioco reciproco tra massa (ed energia, anche) e struttura dello spazio-tempo. Se un corpo poi è molto massivo allora magari modifica così profondamente la struttura dello spazio-tempo da modificare anche il moto di corpi con massa che sono nelle vicinanze. E così inizia ad accumularsi materia attorno ad un certo punto. Quel certo punto diventa il centro di gravità del corpo più complesso che poi andrà a formarsi.
Perché ho fatto questa premessa? Perché il concetto di "masse che si attraggono" sembra proprio ricondurre al concetto di forza tra due corpi. Eppure Einstein ormai cento anni fa ci ha insegnato che non si tratta di una forza che è in gioco quando si parla di gravità, bensì di qualcosa di più complicato che coinvolge la struttura dello spazio tempo.

Dunque, praticamente e semplificando, abbiamo detto che la materia viene attratta (nel senso della Relatività Generale, ovviamente) in maniera irresistibile perché la gravità spinge (sempre nel senso della Relatività Generale) verso il centro di gravità.

Ora, la maniera migliore per fare in modo che tutta la massa sia il più vicino possibile al centro di un corpo è proprio la forma sferica. E quindi ecco che, pian piano, i pianeti si "aggiustano" (sempre nel senso di reciproco comportamento tra masse e spazio-tempo) fino ad avere la forma di una palla.

Non dobbiamo dimenticarci però, se vogliamo essere precisi, un ingrediente fondamentale dei pianeti, cioè che essi ruotano su se stessi. Questo modifica un poco la forma dei pianeti, in generale provocando un leggero rigonfiamento centrale all'equatore dei pianeti. E ciò spiega perché in precedenza ho detto che i pianeti sono "quasi praticamente" sferici.

Certo, ora potreste chiedermi: perché le comete o gli asteroidi non sono sferici? Giusta osservazione. La risposta è che sia il campo gravitazionale (ancora una volta: inteso come la maniera in cui lo spazio-tempo influenza il moto delle masse) di una cometa o un asteroide sono relativamente troppo deboli per arrivare a quella "fase di aggiustamento" che avviene nei pianeti e di cui parlavamo prima. Quindi la massa che cade su un asteroide, semplicemente, viene aggregata a tutto il resto, e quindi ne risulta una forma abbastanza irregolare come abbiamo visto numerose volte da satelliti e sonde.

E magari, sono sicuro, un'altra domanda vi è venuta in mente. Del tipo: va bene, comete e asteroidi sono troppo piccoli, ma come la mettiamo con le galassie? Perché allora non sono sferiche?
Questa è un'altra bellissima domanda: poi ne riparliamo in un altro post (perché questo riguarda solo i pianeti) ma sostanzialmente diciamo che il motivo è più complicato perché abbiamo del gas che collassa al centro di aloni di materia oscura (i quali, però, sono più o meno sferici, e quindi torniamo al discorso iniziale dei pianeti...).

Insomma, i pianeti sono "quasi praticamente" sferici a causa della gravità.
Per inciso e per concludere, tutta questa storia mi ha ricordato l'astrofisico Fritz Zwicky, il quale usava la sfericità quando i suoi colleghi lo facevano arrabbiare. Che dire, uno scienziato "quasi praticamente" di un altro pianeta.