L'esplorazione dello spazio è un argomento che cattura l'immaginazione delle persone e le sfida a pensare esattamente a cosa potrebbe accadere una volta che lasceranno la bolla protettiva della Terra. Per uno, la microgravità dello spazio o la gravità inferiore sulla luna significa che i corpi degli astronauti non sono più legati al suolo allo stesso modo. Le leggi e le definizioni studiate in fisica consentono di determinare come ciò influisca sulla loro densità.
massa vs. Peso
Innanzitutto, è necessario comprendere la differenza tra massa e peso. La massa è una misura di quanta materia c'è in un oggetto, in questo caso un astronauta. È un conteggio della quantità di atomi presenti, ed è lo stesso se una persona è sulla Terra o nello spazio. Il peso, d'altra parte, misura l'effetto della gravità sulla massa di un oggetto. Ciò significa che il tuo peso sulla Terra è una combinazione di quanta massa c'è nel tuo corpo e con quanta forza la Terra ti sta tirando giù verso il suolo. Sulla luna c'è solo circa un sesto della gravità della Terra, quindi l'astronauta pesa molto meno.
Definizione della densità
Densità e massa sono concetti correlati. La densità è la quantità di materia per unità di volume. Ad esempio, un astronauta potrebbe avere un volume di 65 litri e una massa di 68 chilogrammi. Se dividi la sua massa nel suo volume, raggiungi una densità di 1,05 chilogrammi per litro. Non a caso, questo sembra essere molto vicino alla densità dell'acqua, che è di 1,00 chilogrammi per litro. Probabilmente hai sentito che gli umani sono più della metà dell'acqua, quindi ha senso che abbiano circa la stessa densità.
Risposta breve... No
Usando questi concetti, guarda cosa succede all'astronauta che si avventura dalla Terra alla luna. Passando dalla gravità della Terra alla gravità della luna, il peso dell'astronauta cambia certamente, ma la sua massa rimane la stessa. C'è meno pressione dell'aria nello spazio, ma gli astronauti non esplodono come bolle una volta che lasciano l'atmosfera terrestre, quindi puoi tranquillamente presumere che anche il volume dell'astronauta non cambi davvero. Se la massa e il volume non cambiano sulla luna, puoi dedurre che la densità dell'astronauta sarebbe la stessa.
Ma alcune avvertenze
C'è una piccola scappatoia in questo scenario, ma ha più a che fare con la fisiologia che con la fisica. Le persone non sono fatte per stare nello spazio e tendono a perdere densità ossea, massa muscolare e fluidi se trascorrono molto tempo in condizioni di bassa gravità. Quando le persone pongono queste domande ipotetiche, di solito pensano a una situazione in cui l'astronauta viene trasportato istantaneamente da un luogo all'altro, ma nella vita reale è un lungo viaggio. Quindi l'astronauta potrebbe aver perso un po' di massa durante il suo viaggio verso la luna e sarebbe quindi un po' meno denso una volta arrivato lì.