Come Isaac Newton ha cambiato il nostro mondo

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Uno dei più influenti scienziati della storia, i contributi di Sir Isaac Newton ai campi della fisica, della matematica, dell'astronomia e della chimica hanno contribuito a inaugurare la Rivoluzione scientifica. E mentre la lunga storia di una mela che cade sulla sua testa appresa è probabilmente apocrifa, i suoi contributi hanno cambiato il modo in cui vediamo e comprendiamo il mondo che ci circonda.

Ha creato il telescopio moderno

Sir Isaac Newton e il suo telescopio.

Foto: Getty Images

Prima di Newton, i telescopi standard fornivano l'ingrandimento, ma con inconvenienti. Conosciuti come telescopi rifrattori, hanno usato lenti in vetro che hanno cambiato la direzione di colori diversi con angolazioni diverse. Ciò ha causato aberrazioni cromatiche & # x201C; & # x201D; o aree sfocate e sfocate attorno agli oggetti che vengono visualizzati attraverso il telescopio.

Dopo molti armeggi e prove, inclusa la rettifica delle proprie lenti, Newton trovò una soluzione. Sostituì le lenti rifrangenti con quelle specchiate, tra cui un grande specchio concavo per mostrare l'immagine principale e una più piccola, piatta e riflettente, per mostrare quell'immagine all'occhio. Newton & # x2019; s nuovo & # x201C; telescopio riflettore & # x201D; era più potente delle versioni precedenti e, poiché utilizzava il piccolo specchio per far rimbalzare l'immagine all'occhio, poteva costruire un telescopio molto più piccolo e più pratico. In effetti, il suo primo modello, che costruì nel 1668 e donò alla Royal Society inglese, era lungo solo sei pollici (circa 10 volte più piccolo di altri telescopi dell'epoca), ma poteva ingrandire gli oggetti di 40 volte.

Il semplice design del telescopio di Newton è ancora oggi utilizzato da astronomi di cortile e scienziati della NASA.

Newton ha contribuito a sviluppare l'analisi spettrale

Un disegno di Sir Isaac Newton che disperde la luce con un prisma di vetro.

Foto: Apic / Getty Images

La prossima volta che guardi un arcobaleno nel cielo, puoi ringraziare Newton per averci aiutato a capire e identificare i suoi sette colori. Iniziò a lavorare sui suoi studi sulla luce e sul colore ancor prima di creare il telescopio riflettore, sebbene presentò molte delle sue prove diversi anni dopo, nel suo libro del 1704, Opticks.

Prima di Newton, gli scienziati aderivano principalmente alle antiche teorie sul colore, comprese quelle di Aristotele, che credevano che tutti i colori provenissero dalla leggerezza (bianco) e dall'oscurità (nero). Alcuni addirittura credevano che i colori dell'arcobaleno fossero formati dall'acqua piovana che colorava i raggi del cielo. Newton non era d'accordo. Ha eseguito una serie apparentemente infinita di esperimenti per dimostrare le sue teorie.

Lavorando nella sua stanza buia, dirigeva la luce bianca attraverso un prisma di cristallo su una parete, che si separava nei sette colori che ora conosciamo come spettro di colori (rosso, arancione, giallo, verde, blu, indaco e viola). Gli scienziati sapevano già che esistevano molti di questi colori, ma credevano che il prisma stesso trasformasse la luce bianca in questi colori. Ma quando Newton rifrattò questi stessi colori su un altro prisma, si formarono in una luce bianca, dimostrando che la luce bianca (e la luce del sole) era in realtà una combinazione di tutti i colori dell'arcobaleno.

Le leggi del moto di Newton gettarono le basi per la meccanica classica

Sir Isaac's Newton'S 'Philosophiae Naturalis Principia Mathematica.'

Foto: SSPL / Getty Images

Nel 1687, Newton pubblicò uno dei libri scientifici più importanti della storia, il Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, comunemente noto come Principa. Fu in questo lavoro che per la prima volta espose le sue tre leggi di movimento.

La legge di inerzia afferma che a riposo o in movimento rimarrà a riposo o in movimento a meno che non venga agito da una forza esterna. Quindi, con questa legge, Newton ci aiuta a spiegare perché un'auto si ferma quando colpisce un muro, ma i corpi umani all'interno dell'auto continueranno a muoversi alla stessa, costante velocità che erano stati fino a quando i corpi non hanno colpito una forza esterna, come un cruscotto o airbag. Spiega anche perché è probabile che un oggetto lanciato nello spazio continui alla stessa velocità sullo stesso percorso per l'infinito, a meno che non entri in un altro oggetto che eserciti la forza per rallentarlo o cambiare direzione.

Puoi vedere un esempio della sua seconda legge di accelerazione quando vai in bicicletta. Nella sua equazione quella forza equivale all'accelerazione dei tempi di massa, o F = ma, la pedalata di una bicicletta crea la forza necessaria per accelerare. La legge di Newton spiega anche perché gli oggetti più grandi o più pesanti richiedono più forza per spostarli o alterarli e perché colpire un piccolo oggetto con una mazza da baseball produrrebbe più danni che colpire un oggetto grande con quella stessa mazza.

La sua terza legge di azione e reazione crea una semplice simmetria alla comprensione del mondo che ci circonda: per ogni azione c'è una reazione uguale e contraria. Quando ti siedi su una sedia, stai esercitando una forza sulla sedia, ma la sedia esercita la stessa forza per mantenerti in posizione verticale. E quando un razzo viene lanciato nello spazio, è grazie alla forza all'indietro del razzo sul gas e alla spinta in avanti del gas sul razzo.

Ha creato la legge della gravitazione e del calcolo universali

Il Principa conteneva anche alcuni dei primi lavori pubblicati di Newton sul moto dei pianeti e della gravità. Secondo una leggenda popolare, un giovane Newton era seduto sotto un albero nella fattoria della sua famiglia quando la caduta di una mela ispirò una delle sue teorie più famose. È impossibile sapere se questo è vero (e lo stesso Newton ha iniziato a raccontare la storia solo come un uomo più anziano), ma è una storia utile per spiegare la scienza alla base della gravità. Rimase anche la base della meccanica classica fino alla teoria della relatività di Albert Einstein.

Newton scoprì che se la forza di gravità tirava la mela dall'albero, allora era anche possibile che la gravità esercitasse la sua attrazione sugli oggetti molto, molto più lontano. La teoria di Newton ha aiutato a dimostrare che tutti gli oggetti, piccoli come una mela e grandi come un pianeta, sono soggetti alla gravità. La gravità ha aiutato a far ruotare i pianeti attorno al sole e crea i flussi e riflussi di fiumi e maree. La legge di Newton afferma anche che i corpi più grandi con masse più pesanti esercitano una maggiore attrazione gravitazionale, motivo per cui coloro che camminavano sulla luna molto più piccola sperimentavano un senso di assenza di gravità, poiché aveva una più piccola attrazione gravitazionale.

Per aiutare a spiegare le sue teorie di gravità e movimento, Newton ha contribuito a creare una nuova forma specializzata di matematica. Originariamente noto come & # x201C; flussioni, & # x201D; e ora calcolo, ha tracciato lo stato della natura in costante mutamento (come la forza e l'accelerazione), in un modo che l'algebra e la geometria esistenti non potevano. Il calcolo potrebbe essere stato la rovina di molti studenti delle scuole superiori e dei college, ma si è rivelato prezioso per secoli di matematici, ingegneri e scienziati. 

Di Barbara Maranzani

Barbara Maranzani è una scrittrice ed editrice con sede a New York, focalizzata sulla storia americana ed europea.

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