Specchio e velocità della luce

marcos11
Salve a tutti, mi scuso se affronto un problema che sarà già stato trattato ma girando su internet trovo interpretazioni contrastanti. Posta l'impossibilità di una situazione come questa, a livello puramente teorico, se un fascio di luce viaggia a 300.0000 km/s e io lo affianco andando a 200.000 km/s, in base alla relatività ristretta io non vedo andare andare il fascio di luce a 100.000 km/s rispetto a me, ma sempre a 300.000 km/S. Ma questo dovrebbe succedere anche se io raggiungo la velocità della luce: se sono su un'astronave la luce dovrebbe continuare a sfuggirmi perché rispetto a me C è sempre 300,0000, quindi se avessi uno specchio in mano dovrei continuare a vedere la mia immagine riflessa. O no?
grazie

Risposte
donald_zeka
Le risposte di maximpertinente sono delle super****le

maximpertinente
Ti sbagli.
Se così non fosse, prego, esprimi le tue obiezioni argomentando.
Così possiamo far vedere chi è che divulga inchiate.

milzar
Shackle non ho capito una cosa.

Nel libro di Gron, da te postato, é scritto che la velocità della luce non dipende dalla velocità della sorgente luminosa, però non dice che é indipendente anche dalla velocità dell'osservatore, e Gron non é il solo che dice questa cosa, mi è capitato di leggerla anche altre volte.

Gli altri libri da te citati, invece, dicono che la velocità della luce é costante per tutti i riferimenti inerziali, quindi anche per l'osservatore che eventualmente si muova di moto rettilineo uniforme rispetto alla luce.

Insomma, è solo la velocità della sorgente a non sommarsi a quella della luce percepita dall'osservatore in quiete, o é anche l'eventuale velocità dell'osservatore a non sommarsi a quella della luce?

Da quello che dice Gron sembrerebbe che la velocità dell'osservatore inerziale si compone con quella della luce.

maximpertinente
La velocità del sistema dell'osservatore si somma.
Comunque si badi lucidamente al fatto che la velocità rilevata dall'osservatore è misurata con un tempo scandito diversamente.

I sostenitori dello spazio relativo non sono in grado di sostenere le proprie tesi? Vabè

A shackle, vulplasir e chi come loro è rimasto agli anni 80, suggerisco di incominciare a prendere seriamente il concetto di campo cosmologico e riferimento assoluto.
A questo proposito, per i newbie che non sanno nulla dell'argomento, ho trovato questa pagina autorevole, con alcune domande/risposte elementari sul cosmic background.

Riporto una questione pertinente, che può sgombrare i dubbi dei rimandati:

D) How come we can tell what motion we have with respect to the CMB?
Doesn't this mean there's an absolute frame of reference?

R) The theory of special relativity is based on the principle that there are no preferred reference frames.
So the fact that there is a frame of reference in which there is no motion through the CMB would appear to violate special relativity!
However, the crucial assumption of Einstein's theory is not that there are no special frames, but that there are no special frames where the laws of physics are different. There clearly is a frame where the CMB is at rest, and so this is, in some sense, the rest frame of the Universe. But for doing any physics experiment, any other frame is as good as this one.


D)What is the magnitude of our motion relative to the CMB? postato qui

R) We are moving at a velocity of 370.6 +/- 0.4 km/s towards galactic coordinates (l,b)=(264.31+/-0.17,48.05+/-0.10)


Personalmente ero rimasto ad elaborazioni dei dati ufficialmente divulgati, che indicavano 369,5 +/- 3 km/s.
Le più recenti sono dunque in linea con l'esposizione che ho fatto precedentemente in questo thread.

milzar
Anche io ho sempre pensato che si potesse trovare un sistema di riferimento assoluto - fermo rispetto alla materia e all'energia dell'universo, e quindi anche rispetto alla luce - che sarebbe lo spazio che li contiene, come sostenni in questa discussione:

viewtopic.php?f=19&t=178690&p=8298570#p8298570

Ma max questo fa cadere anche la relatività del tempo, che non può che scorrere alla stessa velocità in tutti i sistemi di riferimento, perché non puoi avere spazio assoluto e tempo relativo.

Il fatto che gli orologi atomici sui Gps segnano orari diversi rispetto a quelli a Terra sarà dovuto a semplici difetti di funzionamento degli orologi sui satelliti. Forse la frequenza degli atomi di Cesio varia a seconda della intensità della forza di gravità a cui sono soggetti.

Ma quel Douglas Scott citato nei tuoi link é questo?

https://www.phas.ubc.ca/users/douglas-scott

Sembra giovane.

maximpertinente
"milzar":
Ma max questo fa cadere anche la relatività del tempo, che non può che scorrere alla stessa velocità in tutti i sistemi di riferimento, perché non puoi avere spazio assoluto e tempo relativo.


No no, il tempo resta relativo.
La traslazione nello spazio determina necessariamente un incremento del percorso degli elettroni che ruotano intorno ai nuclei. Ma la velocità assoluta degli elettroni resta la stessa di quando sono in quiete perciò ne consegue che i processi fisici di emissione EM dell'atomo rallentano proporzionalmente alla frequenza di rivoluzione.
Lorentz è stato maestro di Einstein riguardo questo principio, ma erano gli albori e ancora le anisotropie di campo non erano adeguatamente considerate, fino all'introduzione del concetto di curvatura dello spaziotempo nel 1915.
(Suggerisco la lettura di questa paginetta su wiki riguardante la Teoria TEL di Lorentz, apice dell'evoluzione della teoria degli elettroni)

La dilatazione si manifesta anche nei casi in cui vi siano variazioni della permittività, poichè è questa che determina la velocità di spostamento delle onde EM e pone i limiti di traslazione per le cariche in movimento.
Tuttavia è consolidato ritenere che la permittività dello spazio sia uguale in tutto l'universo: lo spazio campione è isotropo.

Pertanto quando si parla di anisotropie generate da cariche (es corpi celesti) si tratta di casi particolari di modulazione della tensione metrica dello spazio che normalmente ha consistenza uniforme, omogenea.
Una tensione metrica non lineare comporta uno sbilanciamento dei vincoli di libertà della massa, producendo anche in questi casi effetto di rallentamento dei moti elettronici.
E per finire, la dilatazione temporale per accelerazioni inerziali è determinata da dinamiche analoghe.

"milzar":
Forse la frequenza degli atomi di Cesio varia a seconda della intensità della forza di gravità a cui sono soggetti.


Esatto. La forza di gravità è manifestazione di anisotropia di campo. Sono parametri correlati, infatti a partire dalla dilatazione temporale è ricavabile la forza di gravità e viceversa.
Tempo fa svolsi un'indagine riguardo la relazione della dilatazione temporale gravitazionale esposta in RG, e dai risultati è emerso che la formula non segue il fattore proporzionale all'intensità di gravità.
Ma tu dirai: E giusta perchè i risultati tornano con le rilevazioni.
Si e no. I risultati coincidono perchè la formula è stata confezionata su misura a partire da dati empirici (così sono capaci tutti) e i valori sono congruenti solo in un determinato range a gravità bassissime. Fuori dal range sfasa completamente, e difatti è inutilizzabile per ricavare la soglia limite di accelerazione gravitazionale, oltre la quale si identifica formalmente un buco nero.


"milzar":
Ma quel Douglas Scott citato nei tuoi link é questo?
https://www.phas.ubc.ca/users/douglas-scott
Sembra giovane.


Si ma la foto è vecchia perchè attualmente ha oltre 50 anni.

milzar
Max, pur ammettendo che la traslazione degli elettroni rispetto allo spazio o sfondo cosmico (chiamiamolo come vogliamo) fa aumentare il percorso degli elettroni attorno ai nuclei, ma che la loro velocità resta la stessa, e quindi la frequenza di oscillazione dell'atomo diminuisce (Il che avverrebbe ad esempio per gli orologi atomici al cesio montati sui GPS), ciò non significherebbe, di per sé, che il tempo rallenta sui GPS, ma soltanto che colà l'orologio funziona più lentamente, perché si tratta di un orologio che scandisce il tempo basandosi sulla frequenza di oscillazione degli elettroni attorno al nucleo dell'atomo di cesio, con la conseguenza che, se montassi sul GPS un orologio che scandisce il tempo utilizzando un principio diverso, che non risenta né della maggiore velocità a cui è sottoposto tale orologio rispetto a quello a Terra, né della minor intensità della forza di gravità operante su detto orologio, non rileveresti alcuna differenza di orario tra i due orologi.

In altri termini, la relatività del tempo va ad incidere, nella teoria di Einstein, proprio sullo scorrere del tempo, non sulla velocità di funzionamento dell'orologio, ed è strettamente connessa alla relatività dello spazio, ma se lo spazio non è relativo, perché, come abbiamo visto, esiste lo spazio assoluto, allora anche il tempo non può che essere assoluto, e la velocità della luce diventa relativa, relativa a quello sfondo cosmico di cui parla Scott.

maximpertinente
Non capisco a quale tipo di orologio fai riferimento. Qualsiasi tipo di orologio è composto da materia e soggiace ai processi dell'atomo. Anche le oscillazioni di un banale pendolo dipendono da tali processi.
Come anche gli impulsi bioelettrici di un organismo, poichè da essi dipende la velocità del pensiero e quindi la nostra percezione del tempo.

La rapidità del tempo locale è legata alle caratteristiche dello spazio in cui è scandito.
Qualcuno secoli fa disse per la prima volta che lo spazio è l'estensione della massa, ma una visione più generalizzata postulerebbe che è la massa ad essere una condensazione dello spazio. La materia sarebbe dunque uno dei possibili stati fisici del vettore che permea le tre dimensioni dell'universo.

Spazio e tempo sono strettamente correlati e non ha molto senso dire che il tempo dell'orologio sia scandito in misura diversa dal tempo reale.
Il tempo è una convenzione e la locuzione Tempo Assoluto può essere facilmente fraintesa, perchè non indica che lo scandirsi del tempo sia uguale ovunque nell'universo, ma semplicemente che questo è il Tempo scandito nel sistema di riferimento assoluto, ovvero un tempo scandito alla massima velocità consentita dalle proprietà dello spazio campione. Questo può essere considerato il tempo standard dell'universo, da cui tutti gli altri sistemi calcolano la dilatazione per effetto di accelerazioni o velocità di movimento.

milzar
Max gli orologi sono degli oggetti che scandiscono il tempo con i loro movimenti periodici.

Anche il sistema solare é un orologio, uno dei più precisi.

L'orologio al quarzo ad esempio scandisce il tempo mediante la frequenza di risonanza dei cristalli di quarzo.

Galileo costruì un orologio ad acqua, figurati...

Si può costruire un orologio con qualsiasi cosa abbia un movimento regolare e periodico.

Il problema é quello di creare un orologio insensibile alle variazioni di forze e campi esterni (gravitazionali, elettrici, magnetici).

maximpertinente
Ma infatti i movimenti periodici sono modulati.
La sabbia che cade all'interno di una clessidra, in un sistema con tempo dilatato, cade più lentamente.

Un orologio collocato su una sonda nello spazio profondo non risentirebbe gli effetti di anisotropie, e il segnale può essere poi inviato sulla terra. Però questo orologio risentirebbe comunque la dilatazione per la velocità di movimento della sonda rispetto al background.

Shackle
Chi vuole rendersi conto di quali siano le basi sperimentali su cui poggia la relatività ristretta, può dare un'occhiata a questa pubblicazione .

È bene notare che, ad un certo punto, l'autore informa che la teoria non è perfetta, cioè in accordo con ogni esperimento, e che ci sono esperimenti che apparentemente non sono consistenti con essa.
L'autore rimanda alla apposita sezione 10 , nella quale tuttavia precisa che molti, se non tutti, di quegli esperimenti presentano difficoltà che non sono in relazione con la RR. Leggete con cura, se vi aggrada . E leggete con cura anche qual è il dominio di applicabilità della RR .
Non tralasciate questo articolo, che contiene un commento dettagliato sull'analisi degli errori condotta da Miller ,il quale già nel 1933 proclamava di aver determinato il "moto assoluto della terra".
Sí , è materiale datato, ma tenete conto che molte prove , incluso l'esperimento di M.M, sono state ripetute più volte anche in tempi moderni.

Non voglio aggiungere altro, vi lascio alla lettura della pubblicazione.

Per inciso, essa fa parte della rete originale sulle FAQ in fisica, che è istruttivo consultare anche per altre questioni .

Tra l'altro, c'è un articolo riguardante il paradosso dello specchio , proposto in origine da Marcos1 , che è il seguente :

http://math.ucr.edu/home/baez/physics/R ... ights.html

Notate il paragrafo conclusivo :

If you want to know what happens when you are driving at very nearly the speed of light, an answer can be given. Within your car you observe no unusual effects. You can look at yourself in your mirror which is moving with the car and you will look the same as usual. Looking out of the window is a different matter. The light from your headlights will always go at the speed of light in your reference frame. It will strike any object in its path and be reflected back. Everything else will be coming towards you at nearly the speed of light, so the light reflected from it will be Doppler shifted to very high frequencies—towards the ultraviolet or beyond. If you have a suitable camera you could take a snapshot. The objects passing are contracted in length but because of the different times of passage for the light and effects of aberration, the snapshot will show the objects you pass as rotated. See the relativity FAQ Penrose-Terrell Rotation.

Per questo, dunque, credo che non ci sia altro da aggiungere.

Non ci sono, ad oggi, prove di laboratorio che abbiano dato come risultato una velocità maggiore di $c$ per un corpo materiale (ricordate la storie dei neutrini superluminali, secondo il Cern, di qualche anno fa? Un errore sperimentale, alla fine.)
Non esistono velocità maggiori di $c$ , in nessun riferimento inerziale . La velocità della luce è una velocità limite, che solo le particelle aventi massa nulla possono avere. È verificato sperimentalmente in milioni di test in laboratori di prova nel mondo, ogni giorno . Ci sono invero particelle molto veloci nell'universo, anche tra i raggi cosmici che cadono sulla terra, ma la loro velocità non supera $c$ . Leggete qui :


PEr quanto riguarda la radiazione cosmica fondo (CMB) , nessuno mette in dubbio che il sistema solare sia in moto rispetto ad essa in una certa direzione; ho fatto ricerche nel forum , ed ho trovato che se n'era già parlato in questo thread , quindi non è una novità .

Si, alcuni dicono che la radiazione cosmica di fondo (CMB) potrebbe costituire un riferimento spaziale assoluto , come fa Scott (il quale tra parentesi è un fervente relativista , si vede da altre sue risposte). Ma qui entriamo in campi molto vasti , e molto profondi, che investono la cosmologia relativistica, e ci allontaniamo dallo spirito del thread . Posso trovare e linkare decine di siti e libri dove si parla di questi argomenti, e si afferma che l'esistenza della CMB non inficia la validità della relatività. Non bastano la affermazioni di un solo autore , per distruggere una teoria che ha avuto conferme sperimentali per più di un centinaio di anni.
Segnalo, per la cosmologia, questo corso introduttivo , oppure l'ottimo sito di Ned Wright , che contiene molte informazioni ed è aggiornato.

Ma non voglio andar fuori del seminato.

Il tempo degli orologi posti sui satelliti del GPS rallenta rispetto a quello degli orologi a terra a casa della velocità ( effetto RR ) e aumenta a causa del maggior potenziale gravitazionale a cui essi si trovano ( effetto RG) .
Leggete qui per saperne di più , e anche qui

Che cosa abbiamo, infine, in base a quanto detto dai due amici ?

Abbiamo uno spazio assoluto, rappresentato dal CMB , e un tempo che non si sa bene se assoluto o relativo. E abbiamo dei "sistemi con tempo dilatato" , nei quali i fenomeni fisici, come la caduta della sabbia in una clessidra, avvengono più lentamente.
Quale fisica possiamo fare in queste condizioni, vorrei capirlo. Classica ? Relativistica? Ditemi voi.

In quanto ai "sistemi con tempo dilatato", vorrei dire questo. Quando si studia le Relatività Generale, quella di Einstein per essere chiari , e quando si arriva allo studio dei buchi neri , e della metrica dello spaziotempo incurvato dalla massa di un buco nero , si scoprono degli effetti gravitazionali sul tempo, che del resto si erano già intravisti con l'effetto del potenziale gravitazionale sull'andamento degli orologi dei satelliti GPS . Prendiamo un b.n. di Schwarzschild , descritto da questa metrica :



mettiamoci in un punto- evento $P$ di questo ST , a coordinata radiale $r$ costante, maggiore ovviamente del raggio di Schwarzschild $2M$ , assumendo : $ dr = d\theta= d\phi = 0 $ , e ponendo $c = 1$ .

Rimane allora : $ d\tau^2 = (1-(2M)/r)dt^2$

dove al primo membro c'è il "tempo proprio" $\tau$ che vale in un intorno locale di $P$ ( molto locale! ) , mentre $t$ è il "tempo coordinato" misurato da un osservatore molto lontano dall'orizzonte degli eventi, al quale tende $\tau$ quando $r\rightarrow\infty$ , ovvero $r$ diventa molto grande .

Allora , tra tempo proprio e tempo coordinato si ha la relazione $ ((dt)/(d\tau)) = 1/ (sqrt(1-(2M)/r) $ . I fenomeni fisici che avvengono nell'intorno di $P$ sembrano svolgersi più lentamente quando osservati dall'osservatore lontano .

Perciò, se ad es. nell'intorno di $P$ abbiamo un pendolo che oscilla, il periodo proprio sembra più lungo quando valutato dall'osservatore lontano . A limite, sull'orizzonte degli eventi quel rapporto diventa infinito .

Quindi, aveva ragione l'utente Curie88 , quando ha scritto questo :

viewtopic.php?f=19&t=177887&p=8293759&hilit=pendolo#p8293759

allego l'ultima figura , presa da un libro di cosmologia di Livio Gratton :



I numeri sopra la linea sono i rapporti tra i quadrati dei tempi .

Ciao a tutti . Ho veramente finito .

milzar
"Shackle":


Che cosa abbiamo, infine, in base a quanto detto dai due amici ?

Abbiamo uno spazio assoluto, rappresentato dal CMB , e un tempo che non si sa bene se assoluto o relativo. E abbiamo dei "sistemi con tempo dilatato" , nei quali i fenomeni fisici, come la caduta della sabbia in una clessidra, avvengono più lentamente.
Quale fisica possiamo fare in queste condizioni, vorrei capirlo. Classica ? Relativistica? Ditemi voi.

Ciao a tutti . Ho veramente finito .


Shackle evita di salutare sempre. C'è una famosa canzone che dice "It ain't over till it's over"...

Io non so quale sia l'idea di max, ma la mia é che lo spazio e il tempo sono assoluti e che la velocità della luce é relativa al cosmic background, ed è sempre in relazione ad esso che va misurata.

Quindi mi sembra pacifico il fatto che, se io viaggio verso la luce, le due velocità si sommano tra loro al fine di calcolare il tempo che occorre all'incontro tra me e la luce, ma la velocità di quest'ultima resta sempre di 300 mila km/sec rispetto allo sfondo cosmico, e non aumenta se la sorgente luminosa é in movimento, non perché la velocità della luce é una costante dell'universo, come dimostra la incontestabile premessa fatta prima, ma perché la luce é per sua natura un elemento che si muove a quella velocità, velocità non assoluta si badi, ma sempre relativa allo sfondo cosmico.

Questo fa capire il motivo del successo di tutti gli esperimenti da te citati, alcuni dei quali confermano solo che la velocità della luce é insuperabile rispetto ad un riferimento fisso (il che é cosa diversa dal dire che é una costante dell'universo), mentre altri dimostrano che essa non dipende dalla velocità della sorgente luminosa, ma non c'è alcun esperimento che dimostra che la velocità della luce é indipendente anche dalla velocità dell'osservatore, che sarebbe l'unico modo di provare che la velocità della luce è una costante dell'universo e che, quindi, lo spazio e il tempo siano relativi.

In sostanza per me vale solo la meccanica classica, di Galileo e Newton per intenderci, con spazio e tempo intesi quali elementi fissi, immutabili, invarianti, e con la velocità della luce considerata come il limite massimo raggiungibile in natura rispetto allo sfondo cosmico, ma non una costante universale nel senso proprio del termine, poggiando la meccanica relativistica su basi troppo deboli per essere condivisa, sia se la intendiamo in senso ristretto (per quello che ho appena detto sulla velocità della luce che non può considerarsi una costante universale), che in senso generalizzato (vedi il principio di equivalenza, del tutto insensato).

mgrau
@Shackle [ot]E io che già mi compiacevo nel constatare il silenzio tuo e degli altri esperti, mi ero convinto che aveste - finalmente - adottato la politica di lasciare che Milzar, Maximpertinente & C se la cantassero e se la suonassero!
E adesso vedo che ti sei fatto nuovamente invischiare![/ot]

Shackle
@mgrau
non si può sempre far finta di nulla. Non mi illudo di far cambiare parere a qualcuno.
Scrivo per passione, e mi rivolgo anche ad altri lettori.
Spero solo di essere scusato, se dico qualche sciocchezza.
Ciao.

mgrau
@Shackle
[ot]Ok, capisco. Però mi viene in mente un detto già citato da Vulplasir:
"Discutere con certa gente è come giocare a scacchi con un piccione. Puoi essere anche il campione del mondo, ma il piccione farà cadere tutti i pezzi, cagherà sulla scacchiera e poi se ne andrà camminando tutto impettito come se avesse vinto lui."
E c'è sempre il rischio che gli altri lettori non si accorgano della differenza...(questa è di Oscar Wilde)[/ot]

milzar
Dai mgrau si discute per il piacere di farlo e per comune passione sulla materia, ma non ti abbassare a qualificarmi "certa gente", non é da te.

mgrau
Scusami Milzar se ti sei sentito offeso. Non era nelle mie intenzioni. "Certa gente" fa parte del virgolettato, e l'ho lasciato com'era.
Il senso era solo che per discutere con qualcuno bisogna pur condividere certe assunzioni di fondo (le regole degli scacchi per esempio), che qui invece mi sembra che non ci siano.

milzar
Assunzioni di fondo vuol dire ipotesi di partenza.

Volevi dire "conoscenze" di fondo?

Se è così, come credo, non penso si possa affermare, almeno per quanto riguarda quello che ho detto io in questa discussione, che non ho la conoscenza di base per affrontare certi argomenti, perché la discussione era fatta in termini del tutto astratti, filosofici se vogliamo, anche da parte di Shackle, per cui dire che mi mancano le basi per affrontare questa discussione significherebbe dire che non ho sufficienti capacità intellettive...

mgrau
"milzar":
per cui dire che mi mancano le basi per affrontare questa discussione significherebbe dire che non ho sufficienti capacità intellettive...


Ti vuoi proprio offendere per forza... nel mio precedente intervento volevo solo notare che, mentre tu e Max duettate come colombi su una base in buona parte comune, questa condivisione di "credenze", se vuoi chiamarle così, pare del tutto assente con il resto della comunità

milzar
"In buona parte condivise"...

Mah...lui crede nella relatività del tempo in un senso direi quasi biologico (gli elettroni ruotano più lentamente o più velocemente attorno ai nuclei degli atomi che compongono i corpi dell'universo a seconda della velocità di traslazione degli atomi nello spazio), facendone quindi una questione meramente bio-meccanica, non so fino a che punto in linea con la teoria di Einstein.

Io invece non credo affatto che il tempo sia relativo e credo che gli esperimenti che sembrano dimostrarlo si spiegano semplicemente alla luce dell'estrema difficoltà di costruire un orologio che funzioni in egual modo anche in diverse condizioni gravitazionali, magnetiche e elettromagnetiche.

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