a volte l’universo Troppo complicato da analizzare.

Diamine, se prendi una pallina da tennis e la lanci attraverso la stanza, anche questo è piuttosto complicato. Dopo aver lasciato la tua mano, la palla ha un’interazione gravitazionale con il terreno, facendola accelerare verso il suolo. La palla ruota mentre si muove, il che significa che potrebbe esserci più resistenza all’attrito su un lato della palla che sull’altro. La palla si scontra anche con alcune molecole di ossigeno e azoto nell’aria – e alcune queste Le molecole alla fine interagiscono con esso ancora di più aria. L’aria in sé non è nemmeno stazionaria: la densità cambia man mano che la palla si sposta più in alto e l’aria può essere in movimento. (Di solito chiamiamo questo vento.) Una volta che la palla tocca il suolo, anche il pavimento non è completamente piatto. Sì, sembra piatto, ma è sulla superficie di un pianeta sferico.

Ma non tutto è perduto. Possiamo ancora modellare questa pallina da tennis. Tutto ciò di cui abbiamo bisogno è un po’ di perfezione. Queste sono approssimazioni semplificate che trasformano un problema impossibile in uno risolvibile.

Nel caso di una pallina da tennis, possiamo assumere che tutta la massa sia concentrata in un punto (in altre parole, che la pallina non abbia dimensioni reali) e che l’unica forza che agisce su di essa sia la forza gravitazionale costante che tira verso il basso. Perché va bene ignorare tutte quelle altre interazioni? Questo perché non fanno una differenza enorme (o anche misurabile).

È legale anche nel tribunale di fisica? Bene, la scienza riguarda il processo di costruzione del modello, inclusa l’equazione della traiettoria di una pallina da tennis. Alla fine della giornata, se le osservazioni sperimentali (dove atterra la pallina) concordano con il modello (prevedere dove atterra), siamo a posto. Per la pallina da tennis perfetta, tutto funziona molto noi. In effetti, la fisica di una palla lanciata diventa una domanda di prova in una lezione introduttiva di fisica. Altri processi di idealizzazione sono più difficili, come cercare di determinare la curvatura della Terra semplicemente guardando questo Una sosta lunghissima all’aeroporto di Atlanta. Ma i fisici fanno sempre questo genere di cose.

Forse l’operazione idealistica più famosa è stata eseguita da Galileo Galilei mentre studiava la natura del movimento. Stava cercando di capire cosa sarebbe successo a un oggetto in movimento se non avessi esercitato una forza su di esso. A quel tempo, quasi tutti seguivano gli insegnamenti di Aristotele, il quale diceva che se una forza non viene esercitata su un oggetto in movimento, si fermerà e rimarrà stazionario. (Sebbene il suo lavoro avesse circa 1.800 anni, la gente pensava che Aristotele fosse troppo grande per sbagliare.)

Ma Galileo non era d’accordo. Si credeva che avrebbe continuato a muoversi a velocità costante.

Se vuoi studiare un oggetto in movimento, devi misurare sia la posizione che il tempo in modo da poter calcolare la sua velocità o il suo cambiamento di posizione diviso per il cambiamento nel tempo. ma c’è un problema. Come si misura con precisione il tempo in cui gli oggetti si muovono ad alta velocità su brevi distanze? Se lasci cadere qualcosa anche da un’altezza relativamente piccola, ad esempio 10 metri, ci vorranno meno di due secondi per raggiungere il suolo. Risalendo al 1600 circa, quando Galileo era ancora in vita, era un periodo molto difficile da misurare. Così, invece, Galileo guardò una palla che rotolava lungo il binario.