Se in futuro i campionati mondiali di calcio si dovessero svolgere su Marte, persino i campioni più celebrati incontrerebbero molte difficoltà. Secondo alcuni fisici svedesi, nell’atmosfera a bassa pressione del pianeta rosso una palla in rotazione devierebbe nella direzione opposta rispetto a come si comporta sulla Terra.
Dare l’effetto a una palla per farle effettuare una traiettoria curva è una tecnica ben nota a chi pratica sport, non solo nel calcio ma anche nel baseball, cricket, tennis, ping pong e golf. Una palla che ruota su se stessa, infatti, si circonda con un mulinello di aria. Da un lato, questo mulinello muove l’aria nella stessa direzione del vento che soffia a favore dell’oggetto, aumentando la velocità; dall’altro lato, i due getti di aria sono opposti, rallentando così il flusso.
Poiché la pressione di un fluido diminuisce se si muove più velocemente, si genera una forza che agisce lateralmente sulla palla, curvandone la traiettoria. Si tratta della cosiddetta forza di Magnus. Gli sportivi conoscono la forza di Magnus a livello intuitivo e sanno usarla a proprio vantaggio. Ma in un gas molto meno denso della nostra atmosfera, la loro intuizione li porterebbe fuori strada.
In un gas rarefatto, la distanza media che le molecole percorrono prima di collidere l’una con l’altra è maggiore del diametro della palla. Così, secondo i loro calcoli, le molecole che colpiscono la palla sull’emisfero anteriore sono molte di più di quelle che colpiscono l’emisfero posteriore.
Queste molecole rimbalzano nella direzione della rotazione della palla. A causa della conservazione della quantità di moto, la deflessione delle molecole di gas spinge la palla nella direzione opposta. A una pressione atmosferica intermedia, i due effetti si bilanciano l’uno con l’altro, e la traiettoria di una palla in rotazione non subisce alcuna deviazione.
Borg, K.I., Söderholm, L.H., Essen H., Force on a spinning sphere moving in a rarefied gas. Physics of Fluids, 15, 736-741, (2003).
