tabz wrote:
Sarei curioso anch'io di sapere in che modo la teoria abbia influenzato il modo di vivere delle persone d'oggi rispetto a quelle del passato.
Beh, mi sembra che la fisica classica abbia cambiato di molto il modo di vivere delle persone. Se un personaggio la rivoluziona in modo così netto portandola ad un livello decisamente superiore al precedente, beh qualche credito tendo a darglielo. Il fatto che la fisica relativistica non abbia influenzato la vita quotidiana non toglie nulla al lavoro svolto da Einstein.
Inoltre le nuove teorie fisiche sono ancora "giovani" e talmente complicate tanto che uno dei maggiori studiosi di fisica quantistica (non ricordo chi fosse, forse Hawking) è arrivato ad affermare che " posso dire con sicurezza che nessuno, oggi, capisce la fisica quantistica " :D Insomma è possibile che gli effetti sulla vita di tutti i giorni di queste due teorie si vedranno tra molti anni. Ma questo, ripeto, non toglie nulla al lavoro straordinario che ad inizio novecento hanno svolto questi fisici, che sono stati capaci smentire teorie fisiche che duravano da secoli.
Valex wrote:
Beh, mi sembra che la fisica classica abbia cambiato di molto il modo di vivere delle persone. Se un personaggio la rivoluziona in modo così netto portandola ad un livello decisamente superiore al precedente, beh qualche credito tendo a darglielo. Il fatto che la fisica relativistica non abbia influenzato la vita quotidiana non toglie nulla al lavoro svolto da Einstein.
Inoltre le nuove teorie fisiche sono ancora "giovani" e talmente complicate tanto che uno dei maggiori studiosi di fisica quantistica (non ricordo chi fosse, forse Hawking) è arrivato ad affermare che " posso dire con sicurezza che nessuno, oggi, capisce la fisica quantistica " :D Insomma è possibile che gli effetti sulla vita di tutti i giorni di queste due teorie si vedranno tra molti anni. Ma questo, ripeto, non toglie nulla al lavoro straordinario che ad inizio novecento hanno svolto questi fisici, che sono stati capaci smentire teorie fisiche che duravano da secoli.
Certo, l'importante, come dici te, era quello di smentire teorie fisiche "antiquate". Forse le generazioni future vedrano i cambiamenti reali che apportera' la fisica quantistica coadiuvate da nuove scoperte che si faranno nel corso dei prossimi anni e/o secoli.
Mr. Clutch wrote:
La cosa più bella è che a mio modo di vedere, ha idealmente tirato un calcio in culo a quel borioso di Galileo :D
bah non direi.. visto che il primo ad "accorgersi" della relatività fu proprio Galileo, e Einstein lavoro per riempire le lacune del principio di relatività galileiano, che poi Galileo avesse 'na faccia tosta incredibile non si discute..
MavsMANIAC wrote:
bah non direi.. visto che il primo ad "accorgersi" della relatività fu proprio Galileo, e Einstein lavoro per riempire le lacune del principio di relatività galileiano, che poi Galileo avesse 'na faccia tosta incredibile non si discute..
Infatti intendevo questo a 'mo di battuta :lol2:
"Se l'importante non è vincere, perchè tengono i punti?" Vince Lombardi
lo so che non ve ne può fregare di meno, ma questo è un articolo abbastanza ben scritto e soprattutto molto semplice da comprendere, anche per uno come dippa. ovvio che non è esaustivo e spiega la relatività come che chi leggesse fosse un deficiente, ma probabilmente è quello che ci vuole. :lol2:
La teoria della relatività ristretta o relatività speciale, come viene chiamata nei paesi anglosassoni, trae origine dagli studi di Albert Einstein formalizzati in un articolo del 1905.
Per poter dare un’occhiata a questa teoria ed a come essa ha rivoluzionato il mondo della fisica occorre tornare un po’ indietro nel tempo e risalire fino a Newton ed al suo problema della ricerca del sistema di riferimento assoluto. Per poter descrivere qualsiasi fenomeno fisico sotto forma di legge è necessario avere un sistema di riferimento ed occorre che tale sistema di riferimento non alteri in alcun modo la nostra descrizione del fenomeno. Nella nostra vita quotidiana siamo portati spontaneamente a fare riferimenti quando facciamo delle misure, o quando diamo delle indicazioni. Per descrivere le leggi della fisica dobbiamo definire una categoria di sistemi di riferimento, detti inerziali. Nei sistemi di riferimento inerziali vale il principio di inerzia o prima legge della dinamica che afferma che se un corpo non è soggetto a forze fisiche esso rimane nel suo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme. Questa definizione del principio di inerzia è dovuta a Galileo Galilei.
Un esempio di situazione in cui vale il principio di inerzia è il volo delle sonde spaziali nel cosmo. Una volta che queste sonde sono sfuggite alla forza di gravità della Terra, esse continuano il loro viaggio con velocità costante, la velocità che avevano nel momento in cui non subivano più la forza di gravità. Se tutti i sistemi di riferimento inerziali hanno moti relativi, ci si chiede quale è, fra tutti questi, quello che è in quiete assoluta, cioè fermo.
Il problema di Newton consisteva nel trovare un sistema inerziale in quiete assoluta e si pensò di trovare tale sistema introducendo l’esistenza dell’etere, una sorta di quasi-vuoto, trasparente, impalpabile e legato alle stelle fisse. Tutti i sistemi inerziali hanno quindi un moto rispetto all’etere anche se tale moto è costante, cioè rettilineo uniforme.
Un esperimento, molto noto, fatto nel 1887 da Michelson e Morley, eseguito proprio per misurare la velocità della Terra nell’etere, mostra inconfutabilmente che tale velocità è nulla. Sulla base di tale esperimento Einstein ipotizza che l’etere non esista e di conseguenza non esiste un sistema di riferimento assoluto: i moti sono tutti relativi. All’epoca di Einstein già si sapeva che la luce e più precisamente la radiazione elettromagnetica, si propagava con velocità finita pari a 300.000 km/sec.
Già verso la fine del 1600 l’astronomo danese Roemer constata che la luce ha una velocità finita. Osservando le eclissi dei satelliti di Giove nota che c’è un ritardo tra la posizione dei satelliti e la previsione. Giustamente Roemer imputa il ritardo al fatto che la luce non si propaghi istantaneamente e dà una prima valutazione della velocità della luce: circa 220.000 km/sec. Considerando l’epoca di questa misura, è un’ottima approssimazione.
Da questi presupposti Einstein enuncia i suoi postulati di relatività:
1. Le leggi della fisica hanno la stessa forma in tutti i sistemi di riferimento inerziali;
2. La luce ha una velocità finita sempre uguale in tutti i sistemi di riferimento inerziali.
Il secondo postulato quindi pone un limite invalicabile alle velocità in natura. Se in qualsiasi sistema di riferimento inerziale un segnale luminoso ha la stessa velocità, sarà impossibile superare tale limite. Supponiamo di trovarci su un’astronave in moto ad una velocità sostenuta. Se dall’astronave viene inviato un segnale luminoso nel verso di percorrenza dell’astronave, un osservatore fermo rispetto all’astronave dovrebbe vedere quel segnale muoversi ad una velocità pari alla somma della velocità della luce più quella dell’astronave. Il secondo postulato di relatività afferma che ciò non è vero: il segnale luminoso per l’osservatore fermo si muoverà sempre alla velocità della luce.
All’epoca di Einstein fare simili ipotesi era senz’altro azzardato, ma nel seguito i due postulati si sono dimostrati corretti tutte le volte che se n’è cercata la verifica. Da questi due postulati apparentemente semplici si deve edificare nuovamente tutta la fisica, migliorandone quelle parti che sono in contrasto coi postulati di relatività. Ciò significa che la fisica newtoniana ha una sua validità limitata al campo delle velocità molto basse rispetto alla velocità della luce. Il solo fatto di considerare la luce come una velocità limite della natura porta come immediata conseguenza l’eliminazione del concetto di tempo assoluto.
Nella fisica di Galileo e Newton il tempo scorre in modo assoluto in tutti i sistemi di riferimento; infatti un intervallo di tempo tra due eventi in un sistema di riferimento inerziale è lo stesso se misurato in un altro sistema in moto rispetto al primo. Nella relatività ristretta la situazione non è più la stessa. Per un osservatore che viaggia a velocità prossime a quelle della luce il tempo scorre più lentamente che per l’osservatore fermo. Per l’osservatore in moto l’intervallo di tempo è sempre lo stesso, cambia la sua misura quando si passa da un sistema all’altro.
Questo è dovuto al fatto che nella teoria della relatività la luce impiega tempo per collegare due punti dello spazio. Tale fenomeno è noto col nome di dilatazione del tempo. È chiaro però che nel momento in cui consideriamo eventi che si muovono a velocità molto basse rispetto a quella della luce vale la fisica classica così come la si impara a scuola.
Altra conseguenza della teoria della relatività ristretta è che un oggetto che si muove a velocità prossima a quella della luce appare ad un osservatore in quiete, più corto rispetto alla dimensione dell’oggetto medesimo in quiete. Quest’effetto noto come la contrazione delle lunghezze è un effetto che non può essere misurato direttamente, cioè non può essere verificato, a differenza del primo effetto relativistico, la dilatazione del tempo, che può essere quantificato sperimentalmente in vari modi. La dilatazione del tempo e la contrazione delle lunghezze sono le conseguenze più vistose della relatività ristretta.
Anche nel caso della teoria della relatività ristretta, come per tutte le teorie è sempre necessario che ci siano delle verifiche sperimentali. Dato che la contrazione delle lunghezze non può essere verificata, l’unico effetto realmente misurabile è la dilatazione del tempo. Tali misure vengono eseguite nei laboratori di fisica atomica dove studiando il tempo di vita delle particelle subatomiche, in quiete ed in moto, è possibile verificare appunto che le particelle in moto relativistico vivono più a lungo di quelle in quiete o comunque in moto newtoniano.
Unitamente a queste verifiche sulla dilatazione del tempo, quando una particella viene accelerata sempre più affinché raggiunga una velocità prossima a quella della luce, l’energia spesa per tale accelerazione si trasforma in massa, cioè aumenta la massa della particella in questione. Al limite, una particella che raggiunga la velocità della luce (e non sia un fotone, cioè un quanto di luce), dovrebbe avere una massa infinita.
La relazione che lega queste grandezze è la ben nota:
E = mc2
dove E è l’energia, m è la massa e c è la velocità della luce moltiplicata per se stessa due volte.
Molti altri esperimenti simili hanno sempre dimostrato la totale validità di questa teoria. Altro concetto di grande importanza nella relatività ristretta è lo “spaziotempo”: in relatività ristretta, dato che il tempo non è più assoluto, non è possibile slegare il concetto di spazio da quello di tempo. Il tempo diventa quindi un’altra coordinata da aggiungere alle tre spaziali che già conosciamo.
D’altronde anche noi in pratica usiamo quattro coordinate o quattro dimensioni nella vita di tutti i giorni. Quando fissiamo un appuntamento con una persona indichiamo un posto (tre coordinate per lo spazio) e l’ora (una coordinata per il tempo). La differenza sta nel fatto che in questa teoria si stabilisce un legame geometrico tra lo spazio e il tempo.
Dal concetto di tempo relativo si passa poi alla conseguenza che la simultaneità degli eventi viene a cadere quando abbiamo sistemi di riferimento in moto relativo. Due eventi si dicono simultanei quando accadono nel medesimo istante. Nella relatività ristretta, eventi che sono simultanei se misurati in un determinato sistema di riferimento inerziale senz’altro non lo saranno più se osservati da un altro sistema di riferimento inerziale in moto uniforme.
La relatività ristretta ed ancor di più la relatività generale, che è il miglioramento di questa teoria, hanno cambiato completamente il modo di porsi davanti alla natura.
Accettare che esiste una velocità limite, invalicabile, ha posto dei confini a ciò che noi possiamo fare. Ad esempio questa velocità rende di fatto impossibile i viaggi interstellari perché, pur essendo elevata la velocità della luce rimane sempre piccolissima rispetto alle distanze tra le stelle, inoltre per accelerare una astronave a velocità prossime a quella della luce occorre una quantità di energia talmente elevata da prosciugare tutte le riserve della Terra per secoli. Inoltre osservare oggetti celesti, come le galassie, che sono a distanze dell’ordine delle decine di milioni di anni luce (un anno luce è la distanza che compie la luce in un anno pari a circa 10.000 miliardi di chilometri) significa vedere tali oggetti come erano quando la luce è partita, cioè milioni di anni fa. Di fatto è come viaggiare indietro nel tempo.
Il fenomeno della dilatazione del tempo implica che un astronauta che viaggiasse alla velocità della luce per andare, ad esempio, alla stella più vicina, distante circa 4 anni luce, al suo ritorno sulla Terra, troverebbe non più la gente invecchiata di 8 anni, ma di secoli. Molto probabilmente si perderebbe il ricordo della sua partenza. Per lui sono passati fisicamente 8 anni, per chi è rimasto sulla Terra, col tempo relativisticamente dilatato, sono passati dei secoli. I concetti nuovi della relatività oltre a rivoluzionare la fisica ci costringono a confrontarci con situazioni che richiedono tempo e pazienza per essere accettate ed in seguito comprese.
Abbey Road è dolce e universale come il caffè di Starbucks
ho fatto un po' di ricerca e ho trovato quelle che sarebbero le conseguenze della teoria della relatività:
08 - Conseguenze della RG.
Il fatto che il campo gravitazionale creato dalle masse incurvi lo spazio-tempo produce conseguenze
assolutamente nuove rispetto alla meccanica classica. Ne elenchiamo alcune particolarmente importanti :
1- spostamento verso il rosso (red shift) gravitazionale : a causa dell'incurvamento dello
spazio-tempo un orologio immerso in un campo gravitazionale viene visto marciare più
lentamente da un osservatore posizionato al di fuori del campo (ovvero dove il campo è più
debole). Supponiamo allora di osservare un orologio posto sulla superficie del sole dove
il campo gravitazionale è sicuramente molto intenso. Secondo quanto precedentemente
affermato lo dovremmo vedere segnare il tempo più lentamente di un analogo orologio
posizionato qui sulla terra. Il problema è che non potremo mai posizionare un orologio
sul sole per via della enorme temperatura. Possiamo però utilizzare gli "orologi naturali"
che già vi sono posizionati. Gli atomi eccitati emettono radiazioni di frequenza ben
determinata. Noi possiamo considerare queste frequenze tipiche di ogni atomo come
degli orologi perfetti. Osservando le frequenze di emissione degli atomi sul sole osserviamo
che esse ci appaiono minori, più rosse, di quello che dovrebbero essere e ciò conformemente
all'incurvamento dello spazio-tempo prodotto dal campo gravitazionale solare..
2- spostamento del perielio di mercurio : mercurio è il pianeta più vicino al sole e la sua orbita
deve risentire più di ogni altro pianeta dell'incurvamento spaziale generato dal campo
gravitazionale solare. Gia da metà '800 era nota una piccola variazione (43" per secolo) del
perielio di mercurio secondo la quale il pianeta non percorre una ellisse chiusa, bensì compie
un'orbita a "rosetta". Questa anomalia non trovava una spiegazione nell'ambito della teoria
newtoniana. All'interno della RG questo fenomeno trova una spiegazione nell'incurvamento
spaziale che in prossimità del sole è apprezzabile. .
3- deviazione della posizione apparente delle stelle nelle vicinanza della superficie solare : se lo spazio è incurvato dal campo gravitazionale del sole, un raggio di luce che passa nelle sue
vicinanze (dove l'incurvamento è maggiore ed il fenomeno più rilevabile) non può compiere un
cammino rettilineo (come se lo spazio fosse euclideo). Le stelle posizionate (apparentemente) nei
pressi della superficie del sole devono allora avere la loro luce deviata dal campo gravitazionale
solare. Il sole funge allora da "lente gravitazionale" e le stelle appaiono spostate rispetto alla posizione
che hanno quando sono posizionate lontane (apparentemente) dal sole. Questo fenomeno è verificabile
solo durante le eclissi solari totali.
4- onde gravitazionali : come ogni campo, anche il campo gravitazionale deve propagarsi
nello spazio con una velocità finita. Einstein stesso ipotizzò che anche il campo gravitazionale
si propaga per onde gravitazionali alla velocità della luce. Le onde gravitazionali possono essere
immaginate come le "increspature" del campo gravitazionale. Le onde gravitazionali sono state
anche quantizzate ed è stata fatta l'ipotesi che esse viaggino sotto forma di particelle, i gravitoni,
così come le onde elettromagnetiche viaggiano sotto forma di fotoni. Le onde gravitazionali
sono molto deboli per cui a ancora oggi non sono state rivelate con esattezza.
5- buchi neri : se la massa di una certa distribuzione di materia è sufficientemente grande e
gli atomi possono avvicinarsi liberamente, si ha il fenomeno del collasso gravitazionale. Ciò
può accadere in una stella che sta esaurendo il combustibile nucleare che la tiene in vita,
(l'idrogeno). Quando una stella si raffredda, essa comincia a contrarsi e a ridursi di volume
fino a densità enormi (col raffreddamento progressivo, la gravità, che è sempre centripeta,
vince la repulsione elettrica fra i protoni i quali vengono compattati sempre più e combinati
con gli elettroni fino a che la stella diventa composta da soli neutroni). Quando (se ciò è
possibile) tutta la materia di un corpo che collassa entra dentro la superficie degli eventi di
quel corpo (ogni corpo ha la propria, per la terra è una sfera di raggio 0,9 cm concentrica col
centro della terra, per il sole è una sfera di 3 km di raggio), si crea un fenomeno del tutto nuovo.
Il campo gravitazionale diviene così intenso da curvare talmente lo spazio-tempo a tal punto
che nulla può più uscire da quella sfera, neanche la luce. Si ha così la nascita di un buco nero.
Un buco nero, per la sua caratteristica di non emettere alcunchè non è visibile e quindi non
può essere osservato direttamente. Una verifica dell'esattezza di questa teoria è assai
problematica, però, indirettamente, si possono notare stelle che ruotano velocemente
attorno ad un punto ed altri fenomeni analoghi. Evidenze di fenomeni di questo tipo
cominciano ad essere numerose per cui si può dedurre che siano causati da ipotetici
buchi neri. Recentemente è stata fatta l'ipotesi che in effetti un buco nero non è poi così
nero, esso emette materia e radiazione anche se in misura minima. Questo avverrebbe per
fenomeni legati alla meccanica quantistica. In meccanica quantistica, una particella può
superare, con una certa probabilità (non nulla) anche una barriera di potenziale che secondo
la meccanica classica sarebbe insuperabile. Questo fenomeno, detto effetto tunnel, fa sì che
io abbia una probabilità non nulla, per esempio, di saltare 10 metri in alto. E' chiaro che questa
probabilità è pressochè nulla, però, per la legge dei grandi numeri, se facessi infiniti tentativi,
avrei un numero di risultati positivi uguale alla probabilità teorica (rapportata al numero dei
tentativi). In una stella collassata vi è un numero grandissimo di particelle, per cui qualcuna
esce di fatto dal buco nero. Un buco nero evapora lentamente .
qui la teoria sembra spiegata in maniera esaustiva e semplice; in ogni caso sembra proprio che le conseguenze non riguardino la persona comune e il mondo in cui viviamo: la teoria spiega fenomeni che avvengono su scala troppo larga per essere osservati con l'esperienza della vita di tutti i giorni.
però ecco, il giorno in cui sarà possibile il teletrasporto, oppure i più semplici viaggi interplanetari, allora queste teorie potranno essere apprezzate un po' più da tutti!!
Inoltre volevo dire che qui si parla di relatività, ma non è che einstein ha fatto solo quello nella sua vita.
Tipo, senza di lui, planck ci avrebbe messo il triplo del tempo ad elaborare la sua teoria quantistica. ed il principio di indeterminazione di heisenberg sarebbe arrivato con decenni di ritardo e magari oggi si chiamarebbe principio di indeterminazione di antoniocassano.
Abbey Road è dolce e universale come il caffè di Starbucks
The goat wrote:
Inoltre volevo dire che qui si parla di relatività, ma non è che einstein ha fatto solo quello nella sua vita.
Tipo, senza di lui, planck ci avrebbe messo il triplo del tempo ad elaborare la sua teoria quantistica. ed il principio di indeterminazione di heisenberg sarebbe arrivato con decenni di ritardo e magari oggi si chiamarebbe principio di indeterminazione di antoniocassano.
Tant'è che il premio Nobel, se può valere qualcosa, gli fu conferito non per la teoria della relatività, ma per la spiegazione dell'effetto fotoelettrico. Beninteso, in campo di meccanica quantistica anche lui prese delle cantonate pazzesche, spesso si ricorda un dibattito con Bohr, uno dei più grandi fisici nucleari della storia, in cui Einstein disse che Dio non giocava a dadi, invece era proprio così...
PINNO wrote:
però ecco, il giorno in cui sarà possibile il teletrasporto, oppure i più semplici viaggi interplanetari, allora queste teorie potranno essere apprezzate un po' più da tutti!!
Il teletrasporto...urra..sara' come nei film della serie Star Treck....fantastico-
all3n wrote:
Tant'è che il premio Nobel, se può valere qualcosa, gli fu conferito non per la teoria della relatività, ma per la spiegazione dell'effetto fotoelettrico. Beninteso, in campo di meccanica quantistica anche lui prese delle cantonate pazzesche, spesso si ricorda un dibattito con Bohr, uno dei più grandi fisici nucleari della storia, in cui Einstein disse che Dio non giocava a dadi, invece era proprio così...
tra parentesi la risposta di bohr fu: smettila di dire a dio cosa fare con i suoi dadi.
e quelal di feyman: Dio non solo gioca a dadi con l’universo, ma li getta anche dove non li possiamo vedere.
in ogni caso, pur non condividendo molto taluni prinicpi, per onestà intellettuale si buttò comunque in quel gran casino che era la meccanica quantistica, dandone nuovi impulsi.
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all3n wrote:
Tant'è che il premio Nobel, se può valere qualcosa, gli fu conferito non per la teoria della relatività, ma per la spiegazione dell'effetto fotoelettrico. Beninteso, in campo di meccanica quantistica anche lui prese delle cantonate pazzesche, spesso si ricorda un dibattito con Bohr, uno dei più grandi fisici nucleari della storia, in cui Einstein disse che Dio non giocava a dadi, invece era proprio così...
Yap... tutti lo conoscono per la relatività e il premio Nobel lo prende per tutt'altra cosa...
Il problema è che le sue teorie non erano proprio ben viste...
EDIT: giusto un aneddoto sul buon Albert. Mentre stava elaborando la sua teoria della relatività e si stava accorgendo che quanto detto da Newton era "sbagliato", si sentì quasi in colpa... in uno dei suoi scritti, Einstein si dice veramente dispiaciuto che la teoria di Newton non fosse precisa al 100%...
Last edited by Peyton_Manning18 on 31/08/2008, 11:36, edited 1 time in total.
“Orgoglioso di non essere uno di loro" - Paolo Maldini #3 Non sono folle, è che l’impresa è l’impresa - Marco Pantani #chuckstrong
a prescindere
