Relatività,favola o realtà

lino.campi
Relatività,favola o realtà?

Immaginiamo due astronavi,astronave “A” e astronave “B”,entrambe sono dotate di orologi atomici. L’astronave “A” parte per un viaggio a velocità 100000 k/h,il volo dura 100 ore,se vogliamo sapere quale tempo registrerà l’orologio in “A” al termine del viaggio,basterà introdurre questi dati nella formula di Lorentz,ma non voglio qui tediarvi con dei calcoli,per ora basta sapere che l’orologio in “A” sarà ritardato rispetto l’orologio in “B”.
Se in altra occasione si fanno partire le due astronavi in direzioni opposte,per misurare il ritardo dell’orologio in “A” rispetto l’orologio in “B”,dovremo inserire nella formula di Lorentz ,una velocità di 200000 k/h ,la formula richiede la velocità relativa tra i due orologi.Se si ripete il calcolo dopo aver inserito duecento al posto di cento ,si potrà notare che l’orologio in “A” avrà registrato un ritardo maggiore rispetto il volo singolo.
A questa conclusione si giunge seguendo i dettami della teoria r.r.
Devo qui ricordare che secondo la teoria,questi ritardi sono registrati e visibili sugli orologi al ritorno delle astronavi alla base.
Ora per un momento dimentichiamo la teoria r.r. ,e ragioniamo fuori dalla favola,(non necessita molta perspicacia).
Nel secondo esperimento,avendo volato gli orologi,per lo stesso tempo ed alla stessa velocità,se ritardi ci saranno stati ,saranno uguali quelli dei due orologi,e,di conseguenza ,il confronto tra i due orologi non deve segnalare alcuna differenza.
Tutti gli esperti che hanno analizzato questo problema ,che a me sembra un paradosso,al fine di dare una spiegazione,dicono che l’astronauta in “B”,vede l’orologio in”A”ritardato come definito dalla formula di Lorentz ,e nel secondo esempio ,quando anche lui è in viaggio, ma in senso opposto,lo vede, ma solamente lui , maggiormente ritardato.
Secondo questo ultimo ragionamento,si tratta di apparenze,ma qui si deve pensare che gli esperti hanno dimenticato di avere sempre sostenuto che i ritardi sono reali,fisici,e verificabili al ritorno alla base delle astronavi.

Risposte
Faussone
Ciao navigatore.
Io lo aspetto quel post, sarebbe un argomento miliare a cui re-indirizzare tutti coloro che faranno in futuro domande su questi temi periodicamente ricorrenti.

Il "guaio" della relatività è che attira molti entusiasti e molti detrattori che, senza alcuna preparazione, o con molto poca, sono convinti di dire cose originali. Mi pare che molti non capiscono che in campo scientifico per capire le cose veramente occorre studiarle sul serio, non basta sapere due concetti in croce per lanciarsi in tesi avventurose.
Sono sicuro che la maggior parte di costoro poi non hanno affatto basi consolidate di Meccanica Classica, di Termodinamica, e soprattutto di Matematica, e pretendono non solo di comprendere, ma anche di criticare le teorie Fisiche del 900... mah....

Caro rdrglg mi chiedevi cosa è che mi dava tanto fastidio.. ecco spero di averlo chiarito.

reluc1
Ciao,
mi sono appena iscritto, un saluto a tutti.
Ho letto l'esempio di navigatore che cito qui di seguito:

"navigatore":

In quest'altra discussione, mi sono divertito a immaginare un viaggio a velocità relativistica su una lontana stella:
viewtopic.php?f=19&t=103595&hilit=+albireo#p683610
[/quote]

ma non mi e' chiaro con che strumenti e orologi e con che modalita' i due osservatori a terra e in moto hanno
misurato la distanza dalla stella.
Navigatore potrebbe chiarire la questione?

Sk_Anonymous
"reluc":
Ciao,
mi sono appena iscritto, un saluto a tutti.
Ho letto l'esempio di navigatore che cito qui di seguito:

[quote="navigatore"]
In quest'altra discussione, mi sono divertito a immaginare un viaggio a velocità relativistica su una lontana stella:
viewtopic.php?f=19&t=103595&hilit=+albireo#p683610


ma non mi e' chiaro con che strumenti e orologi e con che modalita' i due osservatori a terra e in moto hanno
misurato la distanza dalla stella.
Navigatore potrebbe chiarire la questione?[/quote]

Ciao reluc. Benvenuto nel forum.

Che cosa veramente ti preme sapere? Ho qualche vaga sensazione ...

Gli astronomi professionisti hanno dei metodi, che non conosco in dettaglio non essendo uno di loro, per misurare le distanze dei corpi celesti.
Si conosce con sufficiente approssimazione la distanza di molte stelle della nostra Galassia.
Si conosce con sufficiente approssimazione la distanza di molte Galassie, e agglomerati di Galassie….i telescopi spaziali stanno lí (anche nello spazio! ) per questo.

Tutto il resto, discende dalla Relatività.

Se ci credi, credi al rallentamento degli orologi in moto rispetto all'orologio in quiete.
E se credi al rallentamento degli orologi in moto, devi credere al fatto duale, la contrazione delle lunghezze:

viewtopic.php?f=19&t=126035

L'immaginario astronauta che vola sulla stella, non "misura" la distanza tra lui e la stella.

Gli esperimenti che provano la RR e la RG si basano su misure eseguite su particelle elementari, su misure di red-shift gravitazionale, su ritardi di segnali radar…e altro.
Oggi sulla rivista Le Scienze ho letto che è stata scoperta una lente gravitazionale a 9.4 miliardi di anni luce dalla Terra : effetto previsto dalla RG….

Ma diciamoci la verità : forse l'uomo non sarà mai in grado di costruire "realmente" delle astronavi, munite di potenti mezzi propulsivi ( qualcuno ha pensato all'antimateria….ma bisognerebbe immagazzinarne tanta …..e il sistema non si conosce ancora!), e dotate di equipaggi di tipo "intere famiglie" , in grado di riprodursi durante il volo, da nutrire, curare, allevare, istruire per decine o centinaia di anni….per spingersi nello spazio profondo!

Però, mai disperare ! La Fantascienza di oggi potrebbe diventare la Scienza di domani.

reluc1
Ciao navigatore,
se la tua vaga sensazione è che io non creda nella relatività, hai colto nel segno. Fino a un paio di anni fa la giudicavo una teoria affascinante, ma ultimamente sono diventato estremamente scettico. Sulla relatività ho potuto constatare una marea di contraddizioni e inesattezze, anche da parte di fisici famosi, che credo che la prima cosa da fare per discuterne seriamente sia di circostanziare con precisione le proprie affermazioni.
Quindi, fuori da ogni polemica, ti faccio un po' le pulci:
dato che tu avevi scritto:
"... B ha anche propri strumenti di misura delle lunghezze. E dice che la distanza tra lui e la Stella non è 36a.l., è più corta di un fattore R, cioè vale 28.8a.l."
pensavo che intendessi che B avesse misurato la distanza, mentre tu ora mi hai appena detto che l'ha semplicemente calcolata con una formula relativistica.
Allora perchè hai dovuto dire che "B ha anche propri strumenti di misura delle lunghezze", se poi non li usa?

Sk_Anonymous
"reluc":
Ciao navigatore,
se la tua vaga sensazione è che io non creda nella relatività, hai colto nel segno. Fino a un paio di anni fa la giudicavo una teoria affascinante, ma ultimamente sono diventato estremamente scettico. Sulla relatività ho potuto constatare una marea di contraddizioni e inesattezze, anche da parte di fisici famosi, che credo che la prima cosa da fare per discuterne seriamente sia di circostanziare con precisione le proprie affermazioni.


Ecco, lo avevo immaginato!
Guarda, io non devo "circostanziare con precisione" proprio niente. Qui siamo in un forum, non in una aula di tribunale, e io non sono imputato proprio di nulla! Come tuo primo post, l'incipit non è male!
Piuttosto, per cominciare cita tu almeno una "contraddizione e/o inesattezza" che hai trovato in giro, "anche da parte di fisici famosi"…Mi pare che spetti a te…..
Comunque….lascio stare questo aspetto formale….

Quindi, fuori da ogni polemica, ti faccio un po' le pulci:
dato che tu avevi scritto:
"... B ha anche propri strumenti di misura delle lunghezze. E dice che la distanza tra lui e la Stella non è 36a.l., è più corta di un fattore R, cioè vale 28.8a.l."
pensavo che intendessi che B avesse misurato la distanza, mentre tu ora mi hai appena detto che l'ha semplicemente calcolata con una formula relativistica.
Allora perchè hai dovuto dire che "B ha anche propri strumenti di misura delle lunghezze", se poi non li usa?


Fuori da ogni polemica, come dici tu, ti dirò di più; prima di dire quello, avevo detto questo:

"navigatore":

Se A è un osservatore inerziale, che per esempio sta sulla Terra, egli valuta il tempo e lo spazio "propri" , con suoi orologi e suoi regoli di misura. Per lui, l'osservatore B che alla velocità v=0.6 fa un viaggio verso una Stella distante 36a.l. (distanza misurata da A con gli strumenti "propri" di A) impiegherà un "tempo proprio di A" ( cioè un tempo misurato con orologi terrestri) pari a 36a.l.0.6=60 anni.


Ecco, normalmente quando si parla di Relatività si inizia col dire che ogni osservatore ha "propri orologi e propri regoli di misura", con cui misura tempo e spazio. E questo sottintende, anzi significa, che non è a priori scontato, come in meccanica newtoniana, che le misure "proprie" di spazio e di tempo coincidano con quelle di un altro osservatore.

Il fatto che "non è a priori scontato che le misure di tempo e di spazio" di due osservatori diversi siano uguali è dovuto alle circostanze seguenti in cui si è trovato Einstein (e altri che prima di lui hanno cominciato a pensare a queste cose, per esempio Poincarè) :
1) dover rispettare il Principio di Relatività : tutti gli O.I. sono equivalenti per la descrizione dei fenomeni fisici
2)tutti gli O.I. misurano la stessa velocità della luce

Di fronte a questi fatti ( ma in realtà, era inizialmente su questioni di "Elettrodinamica dei corpi in moto" che egli fece le sue osservazioni….), la soluzione era : buttare a mare il concetto di tempo di Newton. E così fece.

Fatto questo chiarimento, per tornare al mio scritto mi sembra che per l'osservatore A terrestre sia un po' scomodo andare a misurare la distanza della stella riportando miliardi di volte il suo regolo di misura fino a coprire tutta la distanza, non trovi? Io non ho "dovuto" dire che B ha strumenti di misura delle lunghezze, che poi non usa. L'ho detto così come ho detto che A ha strumenti di misura delle lunghezze. Ti sembra impreciso o fuorviante quello che ho detto? Ignoralo.
MA sai che cosa fa B ? Non fa altro che mettere in moto il suo orologio di bordo. E quando torna a terra, confronta il suo tempo con il tempo segnato dall'orologio che è rimasto a terra.

T faccio poi presente, come ho precisato nel post "RR for dummies…." , che il metro portato da B con sé nell'astronave rimane sempre lungo 1m. Non si accorcia rispetto a lui. Solo che….si è spezzato, cavolo! Colpa di una mossa falsa di B, che ora non può più adoperarlo…

Il fatto che lo spazio "si accorcia" è riportato, ad esempio, a proposito dei muoni che attraversano l'atmosfera terrestre.
Ma la contrazione delle lunghezze è un fatto duale al rallentamento degli orologi in moto. Si può fare Relatività parlando solo di tempo, e misurando lo spazio con il tempo impiegato da segnali radar, che viaggiano alla velocità della luce.

reluc1
Ti faccio un'altra domanda:
come fa B a determinare la propria velocità rispetto ad A?
C'è un tachimetro a bordo? Si basa sulle stelle fisse?

Sk_Anonymous
Ho capito. il metodo è quello classico dei detrattori della RR : porre un quesito, poi, visto che non si sa replicare, cambiare repentinamente quesito la volta seguente.

Quando si propongono esempi, esercizi e problemi di Relatività, nonché i famosi paradossi, in genere si fa ricorso a "gedanken experiment" , che erano cari ad Einstein: astronavi, treni e gallerie, uomini che portano pali in spalla e entrano in un garage…e così ho immaginato io il viaggio dell'astronave sulla stella. Senza preoccuparmi di metri, di orologi e di tachimetri, perché non è questo che si discute, bensì i princípi!

Ma quando invece si vogliono avanzare dubbi seri, si fanno accurati esperimenti di tutt'altro genere. Per esempio, si lanciano dei neutrini dal Cern che arrivano ai laboratori del Gran Sasso, e si misura la velocità dei neutrini…

Comunque, per rispondere alla tua domanda, visto che sono noto per la mia pazienza in questo forum, ti risponderò così:

C'è più di un tachimetro a bordo!

e lo faccio giusto per vedere dove vuoi arrivare (anche se lo immagino già…)

Nelle trasformazioni di Lorentz tra OI in configurazione standard si considera un "boost" nella direzione dell'asse $x$ , una specie di grosso calcio nel sedere di $O'$, che si mette in moto con una certa velocità iniziale, che mantiene.

Ma si puo arrivare a capire la contrazione delle lunghezze anche con un “gedanken experiment” terrestre, senza invocare astronavi e stelle. Così non c'è il problema del tachimetro!.

Immagina di avere una lunghissima strada rettilinea , diciamo $1000 km $, al cui estremo Sn c'e' un motociclista molto spericolato $M_1$ .
Su questa lunga strada, fissiamo un tratto $AB$, più o meno verso la fine, che sia lungo, supponiamo :
$ L = 18km = 18000 m$.
Agli estremi $A$ e $B$ del tratto $L$ vi sono due paletti con due orologi fermi a zero, che misureranno evidentemente il tempo terrestre (tempo coordinato) con lo stesso ritmo, una volta messi in moto. Chi li mette in moto? Una cellula fotoelettrica. Quando ?
Ecco:
Il motococlista $M_1$ ad un certo punto parte, accelera follemente, e prima, molto prima di arrivare a tagliare il palo di partenza $A$ raggiunge la folle velocità costante : $ v_1 = 0.6 *c$.
Dunque abbiamo relegato la fase di accelerazione fuori del percorso $AB$ che ci interessa, che si svolge a velocità costante.
Arrivato in $A$ scatta la cellula fotoelettrica che fa partire entrambi gli orologi coordinati in $A$ e in $B$. Nello stesso istante parte l'orologio che $M_1$ porta addosso, e registra il tempo proprio.
Stando agli orologi terrestri, la distanza $L = 18000 m$ è percorsa nel tempo terrestre : $ \(Deltat_1) = (18000 m)/(0.6 c) = (30000m *ns)/(0.3m) = 100000 ns = 100\mus$ .
Ma l'orologio di $M_1$, che ha cominciato a battere il tempo proprio quando $M_1$ ha tagliato il palo di partenza, segna alla fine del percorso un tempo proprio minore, per effetto del “rallentamento del suo orologio in moto” ispetto a quello terestre : $ \Delta\tau_1 = 1/\gamma*\Deltat_1 = 0.8*100\mus = 80\mus$.
Ovviamente $M_1$ non nota il rallentamento del suo tempo rispetto al tempo coordinato, non perché sia piccolo, ma perché lui è nel riferimento inerziale della sua moto, e per lui la "vita" in quel riferimento scorre come sempre. $M_1$ noterà che il suo tempo proprio è minore del tempo coordinato trascorso solo quando confronterà il proprio orologio con quello terrestre del palo di arrivo $B$.

E quindi, per $M_1$ il percorso, eseguito alla velocita $v=0.6c$, e durato $80000 ns$ di tempo proprio del suo orologio, e' lungo : $L' = 0.6*0.3 m/(ns)80000 ns = 14400 m = 14.4 km$

Questo valore, che e' la l”lunghezza contratta” del percorso misurata da $M_1$ e' dato precisamente da : $L' = L/\gamma = 0.8*18000 m = 14400 m$.

Faussone
[ot]Mi pare il classico caso in cui le risposte di navigatore siano "perle ai porci".

Inoltre è una curiosa coincidenza che lino.campi sia sparito e sia apparso nello stesso topic questo altro utente che ha esattamente lo stesso stile di lino.campi....
Come disse qualcuno (per cui non avevo una grande stima, ma che mi era simpatico se non altro per aver creato questa felice espressione), a pensar male si fa peccato, ma spesso ci si azzecca....[/ot]

grimx
Quoto in pieno Faussone.

Sk_Anonymous
Salve Faussone, salve grimx!
Vi ringrazio per la stima, sappiate che è reciproca! Anch'io stimo voi per certe vostre risposte…ci sono degli argomenti di Termdinamica, per esempio, in cui mi perdo….l'ho troppo dimenticata!

Io mi ci diverto, con certi quesiti, e faccio volentieri dei calcoletti di RR.
Ma dovrebbe essere evidente che i problemi posti e gli esercizi proposti sono sempre uguali…

LA RR si potrebbe condensare in pochi punti, legati tra loro :

-vale il principio di Relativita tra OI
-vale la costanza di $c$ per tutti gli OI ($c$ è anche la velocità max fisicamente possibile)
-la contemporaneità tra due eventi dello spaziotempo è relativa
-dati due eventi, l'intervallo spaziotemporale tra essi è un invariante, cioè ha lo stesso valore per tutti gli OI. Ma se due OI in moto relativo fanno misure "separate" del solo spazio e del solo tempo, ottengono misure "diverse" di $\Deltas$ e di $\Deltat$.
-quindi gli orologi in moto relativo tra loro segnano tempi diversi tra gli stessi eventi. Ne consegue la contrazione delle lunghezze ( per inciso, Enstein ricavò in maniera elementare le trasf. di Lorentz a partire dalla "contrazione" di due regoli di misura, come si legge nel suo libro " Relativita, esposizione divulgativa")

Ecco. Tutto il resto, sono esercizi….o paradossi….

reluc1
"navigatore":
Ho capito. il metodo è quello classico dei detrattori della RR : porre un quesito, poi, visto che non si sa replicare, cambiare repentinamente quesito la volta seguente.

Non ho capito a cosa devo replicare, ho posto un quesito e mi hai risposto che la frase
"B ha i suoi strumenti di misura" l'hai messa dentro cosi' senza un motivo,
quindi prendo atto della tua risposta anche se la giudico insoddisfacente.
Poi ho fatto una seconda domanda: come fa B a sapere a quale velocità sta andando?
e mi hai risposto facendomi un altro esempio che non c'entra nulla.
Ne deduco che non hai idea di come B può conoscere la propria velocità, però fai un esempio in cui affermi: B viaggia a 0.6 c.
E' una contraddizione e ne prendo atto.
Comunque mi sembra che l'hai preso come un fatto personale, per cui lascio perdere; non lascio perdere invece
il brutto intervento e i sospetti di tal faussone e di quello che l'ha immediatamente spalleggiato.
Ora prendo 'Elettrodinamica dei corpi in movimento' e apro un nuovo post, commentandolo
punto per punto; cosi' se critico direttamente Albert nessuno si offende.

reluc1
"Faussone":
[ot]Mi pare il classico caso in cui le risposte di navigatore siano "perle ai porci".

Inoltre è una curiosa coincidenza che lino.campi sia sparito e sia apparso nello stesso topic questo altro utente che ha esattamente lo stesso stile di lino.campi....
Come disse qualcuno (per cui non avevo una grande stima, ma che mi era simpatico se non altro per aver creato questa felice espressione), a pensar male si fa peccato, ma spesso ci si azzecca....[/ot]


Chiedo al moderatore di intervenire su questo commento offensivo.
Quindi io sarei un porco? Perchè non credo nella relatività?
E questo sarebbe un forum di carattere scientifico?
E comunque quelle che tu chiami perle sono le solite trite e ritrite storielle sulla relatività, non dice nulla di nuovo.

Faussone
[ot]
"reluc":

Chiedo al moderatore di intervenire su questo commento offensivo.
Quindi io sarei un porco? Perchè non credo nella relatività?


Anch'io chiedo ai moderatori di verificare che tu non sia lino.campi, se non lo sei chiedo scusa per aver pensato male, ma credo di poter esser perdonato per averlo chiesto, se lo sei spero che provvedano a bannarti per innumerevoli infrazioni al regolamento.

Rigurdo al fatto del porco, volevo solo sottindere che dai l'impressione di non leggere le circonstanziate risposte che ti vengono date da chi impiega il tempo e fa lo sforzo di rispondere alle tue domande, proprio come i porci che non sanno apprezzare le perle se vengono loro offerte. Quindi semmai ho paragonato a un suino l'atteggiamento che mostri qui, non te direttamente (non ti conosco e non lo farei mai).

"reluc":

E questo sarebbe un forum di carattere scientifico?


Assolutamente sì, per questo personaggi col tuo atteggiamento sono scarsamente tollerati.

"reluc":

E comunque quelle che tu chiami perle sono le solite trite e ritrite storielle sulla relatività, non dice nulla di nuovo

Ecco appunto.

Le scuse le faccio subito, per i miei troppi interventi ot, a chi legge e partecipa a questa discussione.
Non resisto di fronte a certi personaggi, ma prometto di sforzarmi di non intervenire più su questo.[/ot]

grimx
Navigatore, grazie per i complimenti ma non merito tanto, sono solo un ragazzo di 15 anni, tu invece sei molto più esperto e meriti tanta stima.!!

reluc1
"Faussone":

Rigurdo al fatto del porco, volevo solo sottindere che dai l'impressione di non leggere le circonstanziate risposte che ti vengono date da chi impiega il tempo e fa lo sforzo di rispondere alle tue domande, proprio come i porci che non sanno apprezzare le perle se vengono loro offerte. Quindi semmai ho paragonato a un suino l'atteggiamento che mostri qui, non te direttamente (non ti conosco e non lo farei mai).

Le risposte sono state tutte fuori tema, non so se te ne sei accorto.
Perfetto ora pure suino.
Chiedo nuovamente l'intervento del moderatore, grazie.

"Faussone":

Assolutamente sì, per questo personaggi col tuo atteggiamento sono scarsamente tollerati.

Non ho offeso nessuno e non ho infranto i regolamenti del forum.
Chiedo nuovamente l'intervento del moderatore, grazie.

grimx
Reluc,
Sono sicuro che Faussone non voleva offenderti, come ha detto giustamente, voleva.solo sottolineare il fatto che tu non leggi le brillanti.risposte di Navigatore, il quale perde un sacco di tempp a spiegare le cose.
E comunque anche se magari la sua risposta non ti convince, prima si ringrazia e poi magari si fanno domande per chiarire i dubbi.

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