Un caffè col fisico

Coffee Break “Chez Jasmine”: Le maree

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Benvenuti da Jasmine per un buon (standard Svizzeri) caffè e un tortino al cioccolato e nocciole niente male.

Oggi visto le pioggie torrenziali di questi giorni mi è venuto in mente di parlare delle maree.

Ognuno di voi almeno una volta al mare avrà notato che il livello del mare cambia a seconda dell’ora del giorno, ne sono sicuro. La spiegazione di tale fenomeno è sempre stata abbastanza fumosa quando ero piccolo, con frasi che si mordevano la coda, logicamente parlando, del tipo

La marea è dovuta al fatto che il mare cresce il mattino, ma poi scende verso la sera, o era il contrario?

Dunque quello che cerco di fare oggi è darvi l’intuizione di come funzioni tale fenomeno cercando di seguire un senso logico compiuto. Quando l’ho studiato bene all’Università ne sono stato affascinato, poi vi dico il perché, prima la spiegazione.

Le maree sono causate dall’attrazione gravitazionale esercitata dalla Luna e dal Sole. Come vi ho forse già detto altre volte, la legge universale della gravità dice sostanzialmente che due oggetti che possiedono massa si attraggono.

In questo caso, le grandi masse d’acqua sono particolarmente influenzate perché liquide, dunque più libere di muoversi, ma esistono anche le maree terrene, cioè la forma della Terra cambia, solo non ce ne accorgiamo perché l’effetto è molto debole.

L’effetto del Sole sulle maree è meno importante, sebbene esso possieda una massa molto grande, perché la sua distanza è maggiore. Il principale contributo è dato dalla Luna.

Ora però cerchiamo di essere più precisi. Come facciamo a capire quando ci sarà la marea?

Prendiamo il momento del giorno in cui abbiamo la Luna “dalla nostra parte di Terra”, cioè il momento in cui la Luna è più vicina possibile. In questo momento, che non è solo un momento ma lo possiamo identificare come una parte di giornata, l’influenza gravitazionale della Luna sarà particolarmente intensa.

Al contrario, quando la Luna è più distante da noi, quindi dalla parte opposta, la marea sarà nel suo punto più basso perchè la Luna è nel punto più distante, giusto?

Sbagliato!

Nel momento in cui abbiamo la Luna totalmente “alle spalle”, la marea è di nuovo alta!

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Come è possibile? Il punto è che nel momento in cui la Luna è dalla parte opposta, la Terra viene tirata maggiormente verso la Luna, dunque i mari vengono “lasciati indietro” dalla Terra!

Per questo motivo, il periodo delle maree è di circa 12 ore, il tempo che ci mette la Luna ad andare dal punto più vicino a noi, a quello opposto.

La bassa marea è semplice conseguenza dello stesso fatto, applicato in modo inverso: quando la luna si è allontanata di un quarto (e tre quarti), la forza di marea spinge in una direzione che “stira” il mare nelle direzioni di maggiore attrazione.

E il Sole?

Il Sole ha degli effetti che sono osservabili su periodi più lunghi, nell’arco di un anno, per il fatto che in diversi periodi dell’anno siamo più vicini al Sole, in altri più lontani, come in figura qui sotto

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Dunque nei periodi di maggior vicinanza al Sole le alte maree saranno particolarmente intense, dette maree di primavera, e nei periodi di maggior lontananza dal Sole meno intense, dette maree di quadratura, infatti come forse sapete l’orbita della Terra attorno al Sole non è perfettamente circolare, ma il raggio varia leggermente col tempo.

Eccoci qui, soddisfatti della spiegazione?

Io sinceramente sono rimasto affascinato a suo tempo dal fatto che, se ci pensate, le maree sono un effetto diretto della presenza della Luna sulla nostra Terra.

La Luna è sempre lì, la vediamo ogni giorno o notte, ma non fa molto altro, sembra una cosa lontana, quasi finta se ci pensate, non abbiamo nessuna esperienza diretta della sua presenza, a parte la vista. Le maree ci fanno render conto che seppure la pensiamo come un piccolo oggetto nel cielo, la sua massa gigantesca, almeno per la nostra esperienza, attira i mari della nostra Terra!

E’ quasi tempo di terminare la pausa caffè, ma prima vi accenno ad altri casi in cui le forze di maree agiscono in Natura.

Per esempio, se la Luna per qualche motivo si avvicinasse troppo alla Terra,  si sfalderebbe pian piano, letteralmente perdendo pezzi in modo simili alle maree sulla Terra, per via della forze attrazione gravitazionale esercitata dalla Terra.

O ancora, se pensassimo di avventurarci sulla superficie di un buco nero, l’attrazione gravitazionale sarebbe così forte che le forze di marea ci strapperebbero la testa dai piedi, bleah!

Ultimo esempio: le forze di marea vengono utilizzate in Cosmologia per studiare la conformazione delle galassie: le proporzioni qui sono enormi, e proprio per questo gli effetti possono essere osservabili e permettono di carpire informazioni sulla distribuzione di materia e su altri fenomeni dell’Universo su larga scala.

Vi lascio con questo ottimo video di spiegazione che riassume tutto quello che vi ho detto, in modo più…visivamente accattivante!

Alla prossima!

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