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La teoria delle perturbazioni

La teoria delle perturbazioni

La teoria della perturbazione utilizza metodi matematici per trovare soluzioni approssimative a problemi che non possono essere risolti esattamente. Applicato alla meccanica celeste, viene utilizzato per eseguire calcoli basati sui disturbi o sulle variazioni che un corpo provoca su un altro.

Orbite perturbato da altri corpi

Nel caso di un pianeta attorno al Sole, la cui orbita è un'ellisse, i movimenti causano variazioni dell'eccentricità e delle oscillazioni del piano dell'orbita, che variano la posizione del nodo. Stampano anche una rotazione dell'asse maggiore dell'orbita, che varia il perielio, che è il punto più vicino dell'orbita di un corpo celeste attorno al Sole. Tutto ciò facilita l'ottenimento di misurazioni e calcoli abbastanza approssimativi.

I casi di Mercurio e Urano

Tutte le variazioni dei pianeti calcolate con la teoria delle perturbazioni coincisero con quelle osservate fino ad allora, ad eccezione di Mercurio. Nel suo caso si verificò un eccesso a turno del perielio che non aveva spiegazioni. Inizialmente questa piccola deviazione da Mercurio fu attribuita a un pianeta vicino al Sole, fino a quando non fu spiegato con la teoria della relatività di Einstein.

Ottenere il disturbo che viola un corpo noto su un altro corpo, come l'azione di Giove sull'orbita di Urano, è una questione di disturbi diretti. Ma quando si applicano tutti i disturbi dei corpi che erano già noti sull'orbita di Urano, c'era un residuo non identificato. Ciò ha portato a pensare che fosse un corpo sconosciuto. L'effetto del disturbo era noto, ma la massa e la posizione del defunto erano sconosciute.

Lo strano movimento che Urano fece, a causa dei disturbi di un pianeta precedentemente sconosciuto, permise al matematico francese Urbain Jean Joseph Le Verrier e all'astronomo inglese John Couch Adams di eseguire i calcoli necessari per scoprire il pianeta Nettuno. In questo caso il disturbo è considerato inverso.

La teoria delle perturbazioni è ancora oggi utilizzata per scoprire nuovi pianeti al di fuori del Sistema Solare, i cosiddetti esopianeti.

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Einstein e la sua relatività in Meccanica celeste

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