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Einstein - Teoria relatività

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[1] Einstein - Teoria relatività

Messaggioda Foto Utentepierinter » 26 set 2011, 21:05

Ciao a tutti.
Dopo ciò che è successo negli ultimi giorni , c'è grande attenzione su questo fatto della relatività di Einstein e di quanto connesso.
Ho visto che già ne state discutendo un po' in alcuni Topic ma vorrei proporvi io una cosa.
Io personalmente la Teoria della relatività l'ho studiata solo al Liceo, e nemmeno troppo approfonditamente(anzi), mentre in università nessun accenno, almeno per ora.

Ora, mi piacerebbe approfittare di quanto sta succedendo per dare una ripassata ( o più che ripassata, un vero e proprio studio) a questi concetti, che credo molti nn abbiano chiarissimi.

Io in generale, so di cosa tratta, ma ci sono dei punti che non mi sono chiari :
-Il presupposto che per Einstein niente è più veloce della luce ( da dove l ha presa questa convinzione?? )
-In che modo questa scoperta del Cern, se confermata, sconvolge tutto ? (voglio dire,stupidamente, che cambia se cambia il limite massimo di velocità?)

E ancora, le cose forse più interessanti:
-In che modo ,secondo Einstein, è possibile viaggiare nel tempo? Il suo concetto di passato presente e futuro (mi piacerebbe saperne molto di più su questo)
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[2] Re: Einstein - Teoria relatività

Messaggioda Foto UtentePiercarlo » 26 set 2011, 21:56

pierinter ha scritto: Ora, mi piacerebbe approfittare di quanto sta succedendo per dare una ripassata ( o più che ripassata, un vero e proprio studio) a questi concetti, che credo molti nn abbiano chiarissimi.


Sei in buona e in abbondante compagnia! :-)

-Il presupposto che per Einstein niente è più veloce della luce (da dove l ha presa questa convinzione??)


Non è tanto una "convinzione" quanto una conclusione a cui è arrivato dopo aver riflettuto a fondo sui risultati di un famoso esperimento tenuto nell'ultimo quindicennio dell'ottocento (quello di Michelson-Morley) che, dopo aver escluso ogni possibile dubbio ed errore, forniva un risultato sconcertante: in qualunque modo misuri la velocità della luce - in quiete rispetto alla sorgente, allontanamdoti da essa, avvicinandoti ad essa e, più tardi, variando il tuo stato di moto rispetto ad essa - questa risulta avere SEMPRE lo stesso valore. E nel cercare una spiegazione a questo fenomeno che Einstein, avvalendosi anche di quanto nello stesso periodo stavano elaborando altri scienziati, è arrivato alla teoria della relatività che alla fine non era altro che un modo di rispondere alla domanda: se la velocità della luce è indipendente dall'osservatore e da qualsiasi esperimento questo possa fare per verificarlo, che cosa varia al suo posto per conservare la validità delle leggi del moto che fino a quel momento avevano superato praticamente ogni verifica? Le risposta che diede fu che se non varia la velocità della luce allora deve variare qualcosa negli strumenti che appunto servono a misurare questa velocità sia nel senso spaziale (regoli e metri) sia in quello temporale (orologi).

-In che modo questa scoperta del Cern, se confermata, sconvolge tutto ? (voglio dire,stupidamente, che cambia se cambia il limite massimo di velocità?)


Il problema che si pone da risolvere è più o meno dello stesso tipo di quello che a suo tempo la relatività di Einstein risolse nei confronti della cinematica newtoniana: se per i neutrini la velocità limite è un po' superiore a quella della luce valida per ogni altra entità fisica, allora occorre capire cosa cambia nel trapporto tra questi e i neutrini che da un lato giustifichi la discrepanza rilevata e dall'altro giustifichi la solidità con cui la teoria della relatività ha superato tutte le verifiche a cui è stata sottoposta in precedenza. In passato discrepanze di questo genere sono state superate introducendo dei nuovi paradigmi di riferimento all'interno dei quali quelli precedenti diventavano nient'altro che dei casi particolari. Se le misure verranno confermate e quindi si giungerà incontrovertibilmente alla conclusione di trovarsi di fronte a un FATTO REALE, indipendente dagli esperimenti e dai metodi utilizzati per realizzarli e verificarli, la possibilità che per arrivare a spiegare le due "verità" (quella vecchia e quellla nuova, in contrasto tra loro ma ENTRAMBE in accordo con i risultati sperimentali) si debba ricorrere a una nuova "superverità" (o "superrelatività" in questo caso) che le includa tutte e due e magari apra la strada per scoprire dell'altro è una possibilità veramente ma veramente eccitante! :-). Spero di esserci ancora quando qualcuno potrà scriverne una "esposizione divulgativa" alla portata delle mie modeste capacità di comprendonio! :-) Soprattutto quelle che con tutta probabilità avrò allora! ;-)

-In che modo ,secondo Einstein, è possibile viaggiare nel tempo? Il suo concetto di passato presente e futuro (mi piacerebbe saperne molto di più su questo)


Einstein non lo dice mai esplicitamente... ma la sua teoria mette fine a TUTTE le possibilità di viaggiare nel tempo. Esiste solo il qui e ora... che magari arrivano da passati diversi (perché provengono da distanze differenti) ma le cui radici restano comunque ineluttabilmente NEL PASSATO. Il viaggio nel tempo non può esistete proprio perché non esiste alcunchè che possa superare la velocità della luce. Da qualche parte oltrettutto mi ricordo di aver letto che, se devono essere valide le leggi di conservazione dell'energia ALLORA deve esistere inevitabilmente una velocità limite invalicabile. Che questa sia la velocità della luce o di qualcos'altro un pelucco più elevato non cambia il fatto che tale limite ci debba essere.

Ciao
Piercarlo
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[3] Re: Einstein - Teoria relatività

Messaggioda Foto Utentepierinter » 26 set 2011, 23:07

Non sapevo di quell'esperimento sulla velocità della luce,mi interessa sapere come mai una velocità non risulti dipendente dal moto dell'osservatore, quindi credo che andrò a vedermi un po' di cose su questo esperimento.

Tra l'altro girando su youtube ho trovato un interessante puntata di siperquark in cui spiegava come abbiano fatto un esperimento in cui a differente velocità ( ad esempio su un jet e a terra) degli orologi misurassero tempi diversi (lievemente perché lievi sono le differenze di velocità).
Ciò è molto interessante, direi Incredibile quasi :)
E inoltre spiegano anche il paradosso dei '' DUE GEMELLI''.
Effettivamente ciò è un po' strano. Voglio dire, per il gemello viaggiante sull astronave è come se fosse passato meno tempo di quello sulla terra, e nel momento del ritorno per lui è un po' come essere nel futuro.

Chiusa questa parentesi, è ''famosa'' questa immagine della visione di Einstein sul tempo

Immagine

Einstein esclude TOTALMENTE viaggi nel tempo, perché lui afferma che la velocità della luce è un limite INSUPERABILE
In questa immagine gli ''asintoti'' sono la velocità limite (quella della luce), superata la quale (il che secondo Einstein è impossibile) si potrebbe viaggiare nel tempo, nel futuro.
Ora mi chiedo, alla luce di questo nuovo esperimento, ciò non dovrebbe rendere, in via teorica, possibili i viaggi nel futuro?

Un'altra cosa.
Sempre riferendosi a questa immagine, ricordo la mia professoressa di Fisica che diceva appunto che , superata la velocità limite, sarebbero possibili viaggi nel tempo.
Faceva l'esempio dicendo che io potrei morire prima ancora che il mio aggressore abbia sparato.
Ora, ricordandomi, nn mi è chiaro se si riferiva al fatto che, SE IL PROIETTOLE ANDASSE ALLA VELOCITà DELLA LUCE ALLORA io mi sento colpito prima ancora di vedere partire il colpo.
In questo caso sarebbe però banale. È chiaro che se il proiettile va più veloce della luce, il proiettole arriva prima dell'immagine dello sparo.
Dato che però mi sembra troppo semplice, credo che si riferisse al fatto che io potrei sentirmi colpito prima ancora che abbia sparato effettivamente.
Questo sarebbe in pratica una specie di tuffo nel futuro, e a giudicare dall'immagine, sembra possibile una volta superata la velocità della luce!
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[4] Re: Einstein - Teoria relatività

Messaggioda Foto UtentePiercarlo » 27 set 2011, 0:52

Un piccolo intoppo che rende problematico il viaggio nel tempo è che esso permetterebbe di fatto di violare i principi di conservazione di energia e di instaurare un moto perpetuo. Supponi per esempio di poter pescare nel passato, all'infinito, sempre lo stesso litro di benzina, erogato sempre nello stesso tempo dalla stessa pompa, per far andare la tua macchina in eterno... è evidente che in questo caso il viaggio nel tempo non è più SOLO un viaggio nel tempo ma un qualcosa di potenzialmente molto più dirompente... forse un po' troppo perché la natura non vi abbia provveduto (per tempo, è il caso di dirlo) in modo da prevenirere una simile eventualità (la creazione di materia dal nulla) che per la stabilità dell'universo per come lo conosciamo sarebbe alla lunga catastrofica...

Ciao ;-)
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[5] Re: Einstein - Teoria relatività

Messaggioda Foto Utentepierinter » 27 set 2011, 1:00

Non dico che non ci sarebbero cose per così definire ''strane''.
Basta pensare che se si potesse tornare indietro nel passato, uno potrebbe uccidere suo nonno.
Da quel momento dovrebbe smettere lui stesso di esistere.
Quindi , ci sono un sacco di cose per così dire ''particolari'', sicuramente.
Ma credo che però ogni cosa la si debba analizzare dalle sue basi, più che dalle sue conseguenze.
Voglio dire, se una cosa ha ragione di essere così, non penso sia giusto escluderla per le conseguenze seppur importanti che porta.

Ma va beh, sono tutti discorsi un po'....fuori dal tempo :mrgreen:
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[6] Re: Einstein - Teoria relatività

Messaggioda Foto Utenteiorfus » 27 set 2011, 19:52

Salve...io studio Fisica e in questi giorni sono quasi "emozionato".
Vorrei precisare alcune cose, che, per quello che so, sono leggermente fuorvianti, nelle interessanti e belle discussioni che ho letto. Mi sono iscritto proprio oggi al forum, per porre agli utenti una probabile domanda del mio prossimo esame(dopodomani). Il post è: "domande da esame", nella sezione elettronica generale. Se qualcuno mi aiuta ne sarei veramente felicissimo, sperando di sdebitarmi col mio contributo, esteso per spazio ma piccolo, a questa discussione.

@Piercarlo: Riguardo ad Einstein e l'esperimento di Michelson-Morley, sembra che lui non lo conoscesse. Non lo ha mai citato nei suoi scritti, e non ci sono prove che lo conoscesse. Si è riferito ad altri esperimenti, e ha immaginato di viaggiare a cavallo di un raggio di luce!
Poi, non penso sia appropriato dire che cambia qualcosa negli strumenti di misura: cambia qualcosa nei valori delle grandezze fisiche PER UN CERTO OSSERVATORE, al di là di come le misuri. Lo strumento può essere anche perfetto. Non per essere pignolo, ma potrebbe dare un'idea sbagliata della teoria. comunque condivido la tua spiegazione. Mi ha rinfrescato molto bene quello che ho studiato!

Volevo dire a Pierinter, che niente rende la velocità della luce invalicabile. Einstein lo ha assunto come secondo postulato della teoria, e da questo ha ricavato matematicamente che non si può nemmeno superare tale velocità. Per un postulato a fondamento della teoria non spiegazione fisica o matematica, anche se ovviamente tale postulato si può verificare sperimentalmente come fecero Michelson e Morley, cercando in realtà di verificare il contrario e di provare l'esistenze dell'etere.
Sempre a lui, vorrei spiegare come io ho capito la questione della causa che segue l'effetto(colpo di pistola e morte): poiché la velocità della luce non può essere superata dalla materia o dalle informazioni, in ogni sistema di riferimento, anche se il tempo è relativo, la causa precede sempre l'effetto. Se qualcosa andasse più veloce della luce(il colpo), mentre le informazioni viaggiassero ancora a velocità <=c, esisterebbe un sistema di riferimento, in moto rispetto a quello in cui tu e l'assassione siete fermi e a una certa distanza da voi, in cui gli osservatori(solidali a tale sistema di riferimento) ricevono prima l'informazione della tua morte, e poi della partenza del proiettile dalla pistola. Per loro il tempo della tua dipartita verrebbe prima del tempo della partenza del colpo. Ovviamente ti auguro che non succeda niente di questo :D

In ogni caso sono solo uno studente e non mi sento affatto una cima: sono solo opinioni, considerate che il mio docente di relatività non ha fatto capire niente(pur essendo di fama internazionale) e ho dovuto studiare tutto da solo sui libri. Meglio così perché mi sono appassionato, ma non so se ho capito, dato che non ho capito niente nemmeno di come è andato l'esame( :-o ). Prima o poi mi farò fare un esame di relatività fittizio da un docente bravo.

Ciao a tutti! :-)
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[7] Re: Einstein - Teoria relatività

Messaggioda Foto Utentepierinter » 27 set 2011, 22:27

È un argomento molto interessante, ma anche complesso :)
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[8] Re: Einstein - Teoria relatività

Messaggioda Foto UtentePiercarlo » 27 set 2011, 22:29

A proposito di idee sbagliate che potrebbero sorgere quando si spiegano le cose, credo che sia opportuno un piccolo ma importante "disclaimer": io NON sono un fisico e nemmeno ho compiuto studi formali di fisica e, stando così le cose, potrei dire tranquillamente delle boiate spaventose senza neppure accorgermene. Questo vale in special modo per un thread come il presente in cui sto intervenendo.

"Disclaimer" a parte credo che ogni spiegazioni che cerchi di rendere in modo più o meno intuitivo il senso della teoria della relatività e delle sue affermazioni sia destinata prima o poi a mostrare la corda. E questo per una ragione molto semplice: la teoria della relatività e i fenomeni che descrive non si "spiegano" in alcun modo. Va presa così com'è con tutte le sue "stranezze" (che sono tali porprio perché la relatività è tutt'altro che intuitiva e su questo c'è poco da fare: non è forse così "controintuitiva" come lo è la meccanica quantistica... ma non molto di meno). I fenomeni descritti dalla teoria della realività vanno presi come fatti di natura per i quali non esiste una "spiegazione" o un "perché" o un qualche modo con cui farla venire a patti con il modo usuale che ha la nostra mente di trattare la realtà. Vanno tutti presi "as is" cercando di comprenderne il più approfonditamente possibile i "come" funzionano piuttosto che i "perché ci sono e perché funzionano".
In quest'ottica tutti i tentativi di rendere "alla buona" il comportamento relativistico degli oggetti quando, rispetto ad un osservatore, si approssimano alla velocità della luce sono a mio avviso inevitabilmente condannati ad essere solo delle spiegazioni parziali e incomplete: noi possiamo solo misurare gli EFFETTI che produce l'approssimarsi della velocità dell'uno (l'oggetto) a quella dell'altra (la luce). Ma non possiamo in alcun modo dedurre da questi effetti "come si sente" l'oggetto, per il buon motivo che, finché non si hanno variazioni di quantità di moto, l'oggetto non può in alcun modo compiere autosservazioni di qualunque tipo che gli dicano a quale velocità si sta muovendo rispetto alla velocità della luce, Idem per l'osservatore che, osservato dall'oggetto in questione, apparirà LUI muoversi a velocità prossime a quella della luce riscontrando su di esse ESATTAMENTE gli stessi effetti che l'osservatore ha rilevato nei suoi confronti.
Detto in altre parole, non vi è alcun sistema per definire quale dei due oggetti-osservatori sia "prioritario" rispetto all'altro. Che poi non è altro che il ribadire con parole diverse quanto affermato dalla teoria della relavitià a proposito dell'inesistenza di sistemi di riferimento privilegiati e, di conseguenza, di "superosservatori" che possano esprimere una valutazione "assoluta" di come stanno andando "per davvero" le cose: semplicemente non c'è alcun "per davvero", cioè nessuna realtà superpartes rispetto alle altre. Ognuno si vive la sua realtà punto e basta. Può interagire con altre più o meno contigue nello spazio (e nel tempo) ma non può avanzare alcuna pretesa di "priorità" sulle altre.

Tutto questo, se ci si pensa un po' sopra, di intuitivo ha poco o nulla e quanto le cose possano essere controintuitive lo si trova cercando di rispondere alla famosa domanda-tranello, scherzosa ma non troppo, che chiede se su una nave che va (quasi) alla velocità della luce funzionano i fari... La risposta è: sì funzionano proprio perché quel "quasi" non è elimnabile da altri che non sia la luce stessa. La quale, poverina, non vede un tubo finché non ci va a sbattere contro... ;-)

Perdonate lo sproloquio... ma la peperonata di stasera ha comportato fenomeni digestivi "notevoli" :mrgreen: ;-)

Ciao
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[9] Re: Einstein - Teoria relatività

Messaggioda Foto Utenteiorfus » 28 set 2011, 1:12

Vorrei dire a Piercarlo che mi è piaciuto molto l'ultimo post.
Aggiungerei un'unica cosa, che non è affatto in contrasto con quello che ha detto lui, ma generalizza una sua affermazione: tutti i fenomeni fisici vanno presi come fatti di natura, e la Fisica non ne spiega alcuno.

Ad alcuni di essi siamo abituati perché li vediamo tutti i giorni...è vero.
Ma alla fine si parla quasi solo di Meccanica Classica, e, rimanendo in tale ambito, qualcuno saprebbe "spiegare" in qualche modo perché più è difficile(anche sul ghiaccio) far cambiare velocità a un oggetto, e più esso è pesante?
Che poi questa cosa è uno dei postulati della Relatività Generale :mrgreen: : !:
Su questa cosa si stanno facendo ancora misure, che confermano sempre di più il fatto.
Ovviamente con l'intuizione dalla nostra parte ci sentiamo più al sicuro...ma la Fisica non spiega NIENTE. Mi piace affermare e ribadire questa cosa, e più ci penso più voglio studiare Fisica.

Comunque, vi consiglio il libro dello stesso Einstein: "Relatività, Un'Esposizione Divulgativa".
Lo si considera un capolavoro della divulgazione(strano, vero?)
:ok:
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[10] Re: Einstein - Teoria relatività

Messaggioda Foto UtenteBrunoValente » 28 set 2011, 11:47

Piercarlo ha scritto:...Einstein non lo dice mai esplicitamente... ma la sua teoria mette fine a TUTTE le possibilità di viaggiare nel tempo....

Mmm... non mi sembra sia proprio così: i viaggi nel tempo si possono fare e come! non serve superare la velocità della luce, è sufficiente, per così dire, andare molto veloci, ad una velocità prossima a quella della luce perché gli effetti della dilatazione del tempo, secondo le trasformazioni di Lorenz, diventino evidenti.
Un astronave che viaggiasse nello spazio alla velocità necessaria, comunque inferiore a quella della luce, potrebbe tornare sulla terra dopo mille anni dalla partenza (tempo terrestre) e per l’astronauta sarebbe potuto trascorrere solo qualche anno o qualche mese... Questo è un viaggio nel futuro.
Quello che non è possibile è viaggiare nel passato: per fare questo sarebbe necessario superare la velocità della luce.
Un bell'esempio di viaggio nel tempo è "il paradosso dei gemelli".
Da qualche parte ho un fille che tratta molto bene l'argomento, se lo trovo ve lo mando.

Non è vero che se non si è degli scienziati non si riesce a comprendere nulla della relatività: un bel passo in avanti si può fare leggendo le "lezioni di relatività" per la scuola media superiore pensate e organizzate dal Prof Elio Fabri che insegnava cosmologia all'università di Pisa: un gigante della didattica.
Le lezioni di Elio Fabri le trovate qui, ve le consiglio vivamente.
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