Provate a lanciare una racchetta da tennis in aria facendola ruotare sul suo asse trasversale. Non girerà in modo pulito. A metà del volo, quasi come se avesse preso una scossa invisibile, farà una capriola improvvisa, invertendo la posizione dei suoi lati, per poi continuare la sua traiettoria. Se lo fate a casa, penserete a un vostro movimento maldestro della mano. Ma non è così.
Questo fenomeno si chiama effetto Djanibekov, dal nome del cosmonauta sovietico Vladimir Djanibekov che lo osservò nello spazio nel 1985, o più formalmente “teorema della racchetta da tennis”. Quando la scienza lo ha dimostrato e spiegato attraverso le equazioni della meccanica classica, la reazione della maggior parte delle persone è stata di puro scetticismo. Ancora oggi, guardando i video degli astronauti della ISS che lasciano fluttuare un dado a farfalla metallico nel vuoto, molti commentatori sul web gridano al fake, alla gravità modificata in CGI o al trucco di prestigio. Sembra una bugia perché contrasta con ogni nostra intuizione visiva. Eppure è matematica pura.
Il mistero del dado a farfalla nello spazio
Nel 1985 Djanibekov stava partecipando alla missione Soyuz T-13. Durante le operazioni di scarico della merce, si trovò a svitare un dado a farfalla. Una volta libero dal bullone, il pezzo di metallo continuò a volare per inerzia nella cabina, ruotando su se stesso. Vladimir lo osservò con attenzione: dopo circa quaranta centimetri di volo lineare e stabile, il dado compì un giro su se stesso di 180 gradi. Poi continuò a ruotare per altri quaranta centimetri, e si girò di nuovo.
L’effetto era così perfetto, ripetitivo e apparentemente inspiegabile che le autorità sovietiche decisero di secretare la scoperta per qualche anno. Temevano che quel movimento nascondesse qualche segreto geopolitico o, peggio, che potesse spiegare un’improvvisa e catastrofica inversione dei poli magnetici della Terra.
Quando la notizia divenne di pubblico dominio, la comunità scientifica non si scompose più di tanto. Le formule matematiche per spiegare quel comportamento esistevano già da due secoli, teorizzate dal matematico Leonhard Euler. Ma per il pubblico comune, accettare che un oggetto possa cambiare direzione da solo, senza nessuna forza esterna che lo spinga, sembra ancora un’assurdità.
Tre assi e un’instabilità nascosta
Per capire perché il nostro cervello si rifiuta di crederci, dobbiamo immaginare un oggetto tridimensionale. Quasi tutto ciò che ci circonda ha tre assi di rotazione diversi. Prendiamo uno smartphone: potete farlo ruotare lungo il lato corto, lungo il lato lungo, oppure tenendolo piatto sul tavolo e facendolo girare come una trottola.
La fisica ci dice che la rotazione attorno all’asse più lungo e quella attorno all’asse più corto sono assolutamente stabili. Se lanciate il telefono facendolo girare come una ruota di carro, manterrà quel movimento finché la gravità non lo riporterà a terra. Il problema sorge quando provate a farlo ruotare attorno all’asse intermedio, quello che attraversa il telefono da un lato all’altro della scocca.
In quel momento esatto entra in gioco l’instabilità. Bastano un granello di polvere, una minima imperfezione nella forma dell’oggetto o un soffio d’aria per accumulare una minuscola quantità di energia cinetica residua. Questa energia non può sparire. L’oggetto, per sfogarla, deve compiere una capriola.
Il sospetto collettivo e i simulatori digitali
La diffidenza del pubblico nasce dal fatto che sulla Terra l’attrito dell’aria e la forza di gravità mascherano questa transizione. Vediamo la racchetta oscillare vistosamente, ma cessa di volare prima che il ciclo si ripeta in modo netto. Nello spazio profondo, invece, il balletto continua all’infinito, fluido e ipnotico.
Questo contrasto crea una frizione cognitiva. Nei forum di fisica e sulle piattaforme video, ciclicamente emergono thread di utenti convinti che i video della NASA siano manipolati. C’è chi sostiene che gli astronauti usino fili invisibili o magneti nascosti per impressionare il pubblico. La verità scientifica è che l’effetto Djanibekov è una conseguenza inevitabile di come la massa è distribuita nello spazio. È così reale che i programmatori di videogiochi e di software di simulazione aerospaziale devono inserire manualmente questa equazione nei loro motori grafici, altrimenti i veicoli virtuali si muoverebbero in modo irrealistico.
Ogni volta che guardiamo un oggetto ruotare, pensiamo di conoscerne la traiettoria successiva. Ma la materia ha regole sue, che se ne fregano del nostro buon senso.
Scarica la nostra app e ricevi notizie, curiosità, misteri, scoperte e tecnologia direttamente sul tuo smartphone.
Scarica per Android
Mi occupo di fornire agli utenti delle news sempre aggiornate, dal gossip al mondo tech, passando per la cronaca e le notizie di salute. I contenuti sono, in alcuni casi, scritti da più autori contemporaneamente vengono pubblicati su Veb.it a firma della redazione.
