Rispondi ad Eric Dubay - 1. L'acqua ed il suo livello

Per la prima puntata di "Rispondi ad Eric Dubay", abbiamo scelto i punti 3)-8) che si possono riassumere nel seguente modo:

3) La fisica naturale dell’acqua è quella di raggiungere e mantenere il proprio livello. Se la Terra fosse una palla, la trigonometria sferica vorrebbe che la superficie di tutte le acque si incurvasse verso il basso per una misura di otto centimetri per kilometro, moltiplicato per il quadrato della distanza (in km)" Perché non osserviamo tale dislivello?

Facendo un esempio pratico: 

8) Il canale di Suez che connette il Mediterraneo con il Mar Rosso è lungo 200 km, senza una sola congiunzione che renda le acque una continuazione ininterrotta dei due mari. Quando fu costruito la supposta curvatura della Terra non fu tenuta in considerazione, fu scavato lungo una linea di riferimento orizzontale 8 metri al di sotto del livello del mare, passando attraverso diversi laghi da un mare all’altro, con la linea di riferimento e le acque sempre perfettamente parallele.

Vediamo le risposte che sono emerse nei commenti 

(link al post: https://www.facebook.com/laterraeunapallachegira/posts/939816542789876): 

Angelo scrive: 

"Abbiamo più volte visto che l'acqua segue la curvatura terrestre per via della forza di gravità. Le prove sono inconfutabili. Abbiamo visto navi e città oltre l'orizzonte coperte dall'acqua che curva. Abbiamo visto come, dai palloni sonda amatoriali, è possibile rintracciare la curvatura. Su una terra piana, senza una forza che attrae tutto verso la superficie terrestre e crea stati di pressione all'interno di fluidi e liquidi, l'acqua non manterrebbe nessun livello."  

E per quel che riguarda il canale di Suez? 

"Il secondo punto è una chiara falsa deduzione. Siccome non si hanno informazioni riguardo a come sia stato scavato il canale di Suez tenendo conto della curvatura, allora non c'è stato nessun calcolo che tenesse conto della curvatura. Per poter affermare qualcosa, occorre avere dati alla mano comprovanti l'assenza di calcoli riguardanti la curvatura. Non è accettabile un argomento che si formi sull'assenza di informazione." 

E in effetti Eric Dubay non fornisce alcuna documentazione che attesti che per la realizzazione dell'opera non si sia tenuto conto della curvatura terrestre. 

Volendo però fare l'avvocato del diavolo, supponiamo che davvero la curvatura non sia stata considerata. Che cosa cambia ai fini pratici?

Infatti Daniele osserva: 

"Nel caso di un canale aperto e comunicante con il mare, durante lo scavo il punto di riferimento è sostanzialmente solo il livello del mare. Se punto per punto si continua a scavare alla stessa profondità rispetto al livello dell'acqua si segue in modo naturale la curvatura." 

Come dice lo stesso Eric Dubay, l'acqua rimane a livello, il che però non significa che formi una linea retta. 

Daniele continua: 

"Se per progettare un canale si tirasse la tangente alla terra dal punto in cui ci si trova e si provasse a seguire quel riferimento, su lunghe distanze ci si accorgerebbe molto bene della curvatura terrestre.  

Ho visto che, con malafede, propongono lo stesso errore per canali (e ferrovie), che se ci fosse curvatura al centro ci si troverebbe più in alto di tot metri. Il riferimento è sempre il livello del mare e al centro l'altezza del canale sul livello del mare è sempre zero non è che si va in salita! :\ "  

Ma tutto questo non è in contraddizione col principio dei vasi comunicanti? 

Assolutamente no! 

Si tratta semplicemente di una generalizzazione: Infatti il principio dei vasi comunicanti afferma che il liquido contenuto in due o più contenitori comunicanti tra loro, in presenza di gravità, raggiunge lo stesso livello originando un'unica superficie equipotenziale. 

 

Ok, quindi il livello è dato dalla superficie equipotenziale. 

Ma che cos'è una superficie equipotenziale? 

Si tratta di una superficie sulla quale il potenziale gravitazionale è costante. 

Il potenziale gravitazionale è un valore che esprime il “livello di energia” del punto. Più precisamente, la differenza di potenziale gravitazionale tra un punto A e un punto B determina quanta energia è necessaria per spostare un oggetto dal punto B al punto A. 

Il tuffatore per spostarsi dal punto 0 al punto y ha dovuto spendere dell'energia. Infatti il potenziale gravitazionale nel punto y è maggiore rispetto al punto 0, e l'energia utilizzata per salire la scaletta corrisponde alla differenza dei due potenziali. Questa energia viene restituita, sotto forma di energia cinetica, nel momento in cui il tuffatore si getta nell'acqua.

Conoscendo il campo gravitazionale, come si può determinare la superficie equipotenziale passante per un punto dato? 

Una soluzione consiste nel prendere la superficie perpendicolare in ogni suo punto al campo gravitazionale. Per esempio, nel caso di un campo gravitazionale uniformemente diretto verso il basso, la superficie equipotenziale è un piano perpendicolare alla forza di gravità. 

  

Questo è il caso classico che conosciamo bene: infatti nel caso in cui si considerino porzioni di spazio limitate, abbiamo che il campo gravitazionale può essere considerato approssimativamente uniforme, e quindi risulta il classico principio dei vasi comunicanti, ossia il livello dell'acqua segue una linea retta. 

Si tratta, quindi, di un'approssimazione, ma talmente vicina alla realtà, che l'errore può essere tranquillamente trascurato. Questo chiaramente se si parla di spazi contenuti. Infatti, aumentando le dimensioni, ecco che si incomincia a notare la curvatura. 

Perché, qual è la superficie equipotenziale del campo gravitazionale generata da un oggetto sferico?

 

Si tratta sempre di una sfera! 

La superficie della sfera è perpendicolare alla forza gravitazionale in ogni punto. Di conseguenza, a grandi scale (come per esempio nel canale di Suez) la superficie dell'acqua curva, e non ci deve ingannare il fatto che apparentemente non lo faccia su piccole superfici: si tratta solamente di una sfera talmente grande (grande come tutta la Terra) che vista da troppo vicino appare piatta, il che ci riconduce al ben noto tormentone dei flat-earthers.

 

In definitiva il “vecchio” principio dei vasi comunicanti rimane valido. Si tratta semplicemente di ben definire la superficie equipotenziale.