Scienze

Nel nucleo della Terra il tempo è più lento

La diversa forza di gravità tra il nucleo terrestre e la crosta fa sì che il tempo scorra diversamente: il centro della Terra è più giovane della sua superficie.

Se due orologi perfettamente sincronizzati fossero stati messi, quando la Terra si è formata, uno nel cuore del pianeta e uno sulla sua superficie, oggi segnerebbero date differenti: quello al centro della Terra sarebbe di 2 anni e mezzo più indietro. Il nucleo del nostro pianeta è dunque di 2,5 anni più giovane della crosta.

Sembra l'ennesimo paradosso della fisica, e invece è una realtà provata, diretta conseguenza degli effetti della gravità, e descritta dalla Relatività Generale di Albert Einstein: la posizione all’interno di un campo gravitazionale modifica la velocità relativa del tempo. Un'idea e un fatto completamente controintuitivi, e tuttavia dimostrati sperimentalmente anche grazie agli orologi atomici dei satelliti GPS - benché in questo caso le differenze rilevate con gli orologi a Terra sono nell’ordine dei secondi, non di anni.

I satelliti GPS dimostrano quotidianamente l'effetto sul tempo causato dalla gravità. © NASA

L'errore di Feynman. Nel 1960 il noto fisico e premio Nobel (nel 1965) Richard Feynman aveva ipotizzato che la differenza di tempo tra il nucleo terrestre e la superficie, dagli inizi della storia della Terra ad oggi, doveva essere di 1 o 2 giorni. In molti hanno dato credito a questo risultato, altri erano scettici, altri ancora lo contestavano apertamente - vista l’esigua differenza su un lasso di tempo così lungo.

Successivamente il fisico Ulrik Uggerhøj (università di Aarhus, Danimarca) ha voluto verificare la questione, anche perché pare che in un appunto separato Feynman abbia scritto anni, non giorni.

Se la Terra fosse omogenea la differenza di tempo tra il nucleo e la superficie sarebbe di 1,5 giorni, ma poiché il nucleo è molto più denso la differenza è di 2,5 giorni.

Uggerhøj ha perciò applicato le equazioni della Relatività utilizzando la differenza di potenziale gravitazionale tra il centro della Terra e la superficie, scoprendo che la dilatazione del tempo è di circa

3 x 0,0000000001 (ossia 3x10^-10) per secondo

un valore piccolissimo, ma che moltiplicato per tutti i secondi di 4,5 miliardi di anni porta a una differenza di 2,5 anni.

E nel Sole? «Ovviamente è un calcolo teorico: non possiamo mandare nessuno al centro della Terra per verificare la realtà, ma finora non siamo mai stati traditi dalla Relatività», ha commentato Uggerhøj, che ha fatto lo stesso calcolo anche per il Sole: «Considerata l'enorme massa della nostra stella, i calcoli suggeriscono che tra il centro - più giovane - e la superficie del Sole ci sia oggi una differenza di età di ben 40.000 anni!».

25 maggio 2016 Luigi Bignami
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