Parlare della velocità di un corpo come la Terra è troppo generico: bisogna specificare rispetto a cosa, è necessario un punto di riferimento. Ad esempio, quanto ruota velocemente la Terra sul proprio asse? Considerando che la velocità si ottiene calcolando il rapporto tra la variazione di spazio percorso (ΔS) e la variazione di tempo impiegato (Δt) e che lo spazio percorso intorno all’asse terrestre varia da un massimo di circa 40.000 km all’Equatore e un minimo di 0 ai Poli, la velocità di rotazione lineare decresce progressivamente con l’aumentare della latitudine. Infatti il tempo impiegato nella rotazione completa è lo stesso, indipendentemente dalla latitudine: 24 ore circa, che si ottengono arrotondando 23 ore, 56 minuti e 4 secondi.
Con un semplice calcolo (40.000 km / 24 ore) si ottiene, per una persona o una città che si trovi sulla linea dell’Equatore, una velocità lineare di 1.670 km/h circa. Questa velocità decresce gradualmente, fino ad annullarsi ai Poli, perché la distanza da percorrere diminuisce progressivamente. Non si tratta di una diminuzione regolare perché la Terra è leggermente schiacciata ai Poli, infatti il raggio polare è di 6.357 km mentre quello equatoriale è di 6.378 km. Noi non ci accorgiamo di questo moto perché non abbiamo riferimenti. Gli unici riferimenti sono esterni al nostro Pianeta: il Sole, la Luna, le stelle che si muovono apparentemente rispetto alla Terra che sembra immobile. Ecco perché per millenni la Terra è stata considerata al centro dell’universo, fino alla teoria copernicana (Niccolò Copernico, 1473-1543) del sistema eliocentrico pubblicata nel 1543 nel libro “De revolutionibus orbium coelestium”.
Il moto di rotazione terrestre però è un moto circolare, perciò si considera anche la velocità angolare, che si ottiene dal rapporto tra l’angolo percorso, l’angolo giro (360°), e il solito tempo di 24 ore. Questo valore è 15°/h ed è costante per tutti i punti del nostro Pianeta.
Queste velocità, lineare e angolare, non sono rimaste costanti durante la storia della Terra perché nel corso dei suoi 4,6 miliardi di anni, il tempo di rotazione è cambiato, è diminuito progressivamente a causa del fenomeno delle maree indotte dall’attrazione gravitazionale della Luna e del Sole. Ad esempio, 70 milioni di anni fa, pochi milioni di anni prima che ci fosse la grande estinzione dei dinosauri, la durata del giorno era di 23 ore e 30 minuti circa, mezz’ora in meno di quella attuale. Quindi la Terra ruotava sul proprio asse più velocemente di adesso.
La velocità di rivoluzione intorno al Sole, poiché l’orbità è ellittica, dipende dalla distanza dalla nostra stella che non è costante nel corso dell’anno. La Terra raggiunge il perielio (minima distanza dal Sole, 147.200.000 km) agli inizi di gennaio e l’afelio (massima distanza dal Sole, 152.000.000 km) agli inizi di luglio. In base alla seconda legge di Keplero, la velocità di rivoluzione di tutti i pianeti, Terra compresa, è massima al perielio e minima all’afelio.
Se si considera però la distanza media di 149.000.000 di km, la circonferenza da percorrere (si ricordi però che l’orbita è ellittica, è un’approssimazione!) è di 936.000.000 di km circa. Considerando le ore contenute in 365 giorni circa, si hanno 8.736 ore. Dal rapporto tra spazio percorso e tempo impiegato, si ottiene una velocità orbitale media di circa 107.000 km/h.
Anche il Sistema solare però ruota intorno al centro della nostra Galassia, la Via Lattea. Il Sistema solare infatti si trova in una posizione periferica, nel braccio di Orione, a circa 27.000 anni luce dal centro galattico, ed effettua una rotazione completa in circa 200 milioni di anni, con una velocità di 792.000 km/h.
Anche le galassie infine sono in reciproco movimento e sono raggruppate in ammassi. L’ammasso che comprende la Via Lattea è il Gruppo Locale ed è costituito da una quarantina di galassie circa. La galassia più vicina alla nostra Via Lattea è la galassia di Andromeda, che si trova a circa 2,5 milioni di anni luce. La scoperta nel 1923 dell’esistenza di altre galassie oltre alla Via Lattea, si deve all’astronomo statunitense Edwin Hubble (1889 – 1953). Ad Hubble si deve anche la classificazione delle galassie basata sulla loro forma e la legge sulla velocità di allontanamento reciproco delle galassie stesse, nel 1929: la velocità di allontanamento delle galassie è direttamente proporzionale alla loro distanza. Allora gran parte degli astronomi e astrofisici ritenevano che l’Universo fosse statico. La scoperta che le galassie si allontanano reciprocamente è alla base della cosmologia moderna.
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