Quanto è veloce la sonda solare Parker rispetto alla velocità della luce? Se si divide la velocità della sonda per la velocità della luce si ottiene 0,00023. In realtà, possiamo scriverlo come 0,00023c (dove c è la velocità della luce). È veloce, ma non alla velocità della luce.
Forse vedrai qualcosa sulla velocità della Parker Solar Probe etichettata come velocità eliocentrica. Qual è il problema?
Sulla Terra, questo è raramente un problema. Se stai guidando la tua auto a 55 mph, tutti capiscono che stiamo misurando questa velocità rispetto al suolo fermo. Infatti, le velocità hanno davvero senso solo se misurate rispetto a qualche quadro di riferimento. Sulla Terra, l’ovvio quadro di riferimento è il terreno.
E se non si volesse usare la superficie terrestre come quadro di riferimento? Immaginate che un agente di polizia vi faccia accostare in macchina e vi dica “Oh, ciao, ti ho cronometrato a 67.055 miglia orarie”. Questo potrebbe essere vero, dato che la Terra non è ferma. Per orbitare intorno al Sole, deve viaggiare ad una velocità di 67.000 mph per fare tutto il giro del Sole in un anno. Sì, è veloce (rispetto al Sole).
Se si volesse misurare la velocità della Parker Solar Probe rispetto alla Terra, sarebbe difficile perché non si avrebbe un solo valore. Man mano che la sonda si avvicina al Sole, la sonda e la Terra possono muoversi in direzioni diverse. Quindi, anche se la velocità rispetto al Sole potrebbe rimanere costante, la sua velocità rispetto alla Terra cambierebbe poiché la Terra sta girando nella sua orbita intorno al Sole.
Se vuoi davvero impazzire, potresti usare qualche altro quadro di riferimento, come il centro galattico. Ma non facciamo pazzie.
La sonda andrà ancora più veloce di quanto stia già viaggiando. La NASA prevede una velocità leggermente superiore quando si avvicinerà al Sole nel 2024. Ma perché diventa più veloce quando è più vicina al Sole?
Ci sono due idee chiave qui. La prima è la forza gravitazionale. Questa è una forza attrattiva tra il Sole e la sonda. La grandezza di questa forza aumenta al diminuire della distanza tra loro. Non preoccupatevi, non potete notare un aumento della forza gravitazionale man mano che vi avvicinate al suolo. Anche se vi spostate di una distanza verticale di 1000 metri, questo è insignificante rispetto alle dimensioni della Terra con un raggio di 6,37 milioni di metri.
L’altra parte del problema è il movimento circolare. Immaginate che la sonda spaziale viaggi in un’orbita circolare (che in realtà non è vera). Affinché un oggetto si muova in un cerchio, ci deve essere una forza che lo tira verso il centro del cerchio. La grandezza di questa forza laterale è proporzionale al quadrato della velocità dell’oggetto, ma inversamente proporzionale al raggio del cerchio. Mettendo insieme la forza gravitazionale e la forza circolare richiesta, ottengo la seguente espressione per la velocità orbitale.
