19 gen, 2018

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La Teoria della relatività

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Una delle teorie scientifiche più conosciute al mondo. Si tratta di una teoria davvero molto particolare, anche perché porta la firma di un uomo altrettanto famoso: Albert Einstein. Questa teoria così rivoluzionaria si basa su due semplicissimi postulati:

1) Le leggi della fisica sono le stesse per tutti gli osservatori in moto inerziale.
2) La velocità della luce nel vuoto è costante in ogni sistema di riferimento.

Per moto inerziale si intende un movimento a velocità costante.

Da questi semplici postulati si generano delle conseguenze. Se ci muoviamo a velocità basse, come quelle che osserviamo nella nostra quotidianità, lo spazio e il tempo ci appaiono come delle quantità "rigide" e immutabili, quasi assolute. Siamo portati a pensare che un orologio che si trova su un aereo segni il tempo esattamente come lo segna un orologio che si trova fermo a terra. Oppure ci sembra ovvio che un metro su una automobile in corsa sia uguale ad un metro che si trova fermo in casa. davvero soprendenti

In realtà queste convinzioni non sono esatte.

Quando le velocità cominciano ad avvicinarsi a quella della luce, gli orologi in movimento tra di loro non segnano affatto il tempo allo stesso modo. Anche i metri in movimento tra loro non hanno più la stessa lunghezza.

Si tratta della dilatazione del tempo e della contrazione delle lunghezze.

La dilatazione del tempo consiste nel fatto che il tempo scorre più lentamente per un orologio che si muove ad alta velocità rispetto ad un altro.

La contrazione delle lunghezze invece consiste nel fatto che la lunghezza di un oggetto è minore se si muove ad alta velocità rispetto ad un altro.

Forse uno degli effetti più noti e sconcertanti della dilatazione del tempo è il cosiddetto "paradosso dei gemelli".

Supponiamo che uno di due gemelli, dell'età di trenta anni, parta con un'astronave e che faccia un viaggio tra le stelle a una velocità prossima a quella della luce. L'altro gemello invece resta sulla Terra ad aspettarlo. E lo aspetta per 50 anni. Quando il gemello torna lui avrà quindi 80 anni ma, sorpresa, dall'astronave non vedrà scendere un vecchietto, ma un energico quarantenne! Sulla Terra sono passati 50 anni, sull'astronave solo 10.

Dalla formula presentata prima si può ricavare con facili calcoli che questo avviene quando la velocità dell'astronave è circa il 98% della velocità della luce.

Se ci avvicinamo ancora di più alla velocità della luce, l'effetto diventa ancora più marcato. Se arriviamo al 99,99% della velocità della luce, ad esempio, 100 anni sulla Terra li vedremmo passare in un solo anno sull'astronave. In questo caso chi sta sull'astronave al ritorno troverebbe tutti gli amici e parenti trapassati da un bel po'.

Ovviamente raggiungere simili velocità non sarà facile nemmeno in un futuro remoto, perché si frappongono non solo ostacoli tecnologici, ma anche limiti fisici che non mi dilungherò a descrivere.

E' sottinteso che la velocità della luce, non solo non si può superare, ma nemmeno raggiungere.

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