SPAZIO - TEMPO

28 agosto 2011 ore 16:29 segnala
---Nella concezione Classica il TEMPO era concepito cone ASSOLUTO e spesso distaccato dal mondo fisico. Aristotele lo definiva come "la misura del movimento".
---Lo SPAZIO inoltre era regolato dalla Geometria Euclidea. In tale geometria,l'invariante fondamentale è la distanza fra due punti.
---In parole semplici,nella geometria euclidea e nella fisica pre-relativistica la lunghezza di un oggetto non cambia quando questo si sposta o ruota nello spazio.
---Schematizzando ancora di più possiamo dire che nella concezione classica di "continuum" le cose venivano viste così:
a)Lo SPAZIO è formato da un insieme di punti geometrici ,quindi se consideriamo un punto A ed un punto B,fra loro ci sarà una certa distanza D che non può variare.
b)Se consideriamo un punto A ed un punto B ad una certa distanza fra loro ed andiamo da A a B con una velocità costante V,il tempo per passare da A a B rimarrà sempre lo stesso.
---Einstein partendo dalle osservazioni dei suoi predecessori aderisce ad un programma classico che tuttavia arriverà a rivoluzionare introducendo una concezione relativistica di SPAZIO-TEMPO.
---PRINCIPIO DI RELATIVITA'
Einstein dice: se un sistema di coordinate è scelto in modo tale che le leggi della fisica siano
soddisfatte nella loro forma più semplice,allora le stesse leggi devono essere soddisfatte se
vengono riferite ad un altro sistema di riferimento,diverso dal nostro,che si muove di moto
rettilineo uniforme rispetto all'altro sistema. Queso principio fu pubblicato nel 1905 insieme ad
un altro principio secondo il quale la velocità della Luce nello spazio vuoto è costante e non
dipende dalla velocità della sorgente luminosa.
---Einstein riprende degli esperimenti di Faraday del 1831 riguardanti l'interazione fra un magnete
ed un cerchietto di rame e li legge nel modo seguente. Egli dice,immaginiamo di avere un
magnete ed un filo di rame circolare,essi sono fermi e nel filo di rame non circola corrente ,ora
teniamo fermo il filo di rame e muoviamo il magnete nello spazio,allora attorno al magnete si
genera un campo elettrico che ha abbastanza energia da far circolare una corrente nel filo di
rame. Adesso teniamo fermo il magnete e mettiamo in movimento l'anello di rame,allora
attorno al magnete non si genera nessun campo elettrico però nel filo di rame circola una cor-
rente elettrica,questa è una ASIMMETRIA. Per eliminare questa asimmetria,bisogna accettare
fino in fondo l'idea che questi fenomeni si producano SE E SOLO SE c'è moto relativo fra i due
oggetti e questo vuol dire che dobbiamo eliminare l'idea di uno spazio assoluto e di un moto
assoluto,ma c'è solo un MOTO RELATIVO. Questo vuol dire che anche i fenomeni della
elettricità,del magnetismo e dell'ottica,come quelli della meccanica non hanno proprietà
corrispondenti all'idea di quiete assoluta ma dipendono soltanto dai moti relativi.
RELATIVITA' DEL TEMPO
Einstein si chiede: se consideriamo due eventi simultanei,siamo sicuri che la simultaneità si mantenga quando cambia il sistema di riferimento ? Egli fa un esempio molto semplice.
Immaginiamo di essere in una stanza con le pareti completamente trasparenti per cui una persona che è all'esterno può vedere molto bene ciò che accade all'interno. Noi siamo all'interno della stanza la quale si sta muovendo nello spazio con una velocità costante V. Al centro della stanza mettiamo una sorgente di luce che quando viene accesa emette un raggio luminoso verso la parete anteriore e uno verso quella posteriore.Se questa sorgente è al centro della stanza ed io sono vicino a lei,quando l'accendo,poichè la velocità della luce è uguale in tutte le direzioni,vedrò che la luce arriva sulle due pareti simultaneamente. Adesso immaginiamo di essere fuori dalla stanza e che ci passi davanti con una certa velocità V,mentre noi osserviamo gli stessi raggi luminosi. Vediamo che quando parte il raggio luminoso verso la parete anteriore,questa parete si
allontana con la velocità V mentre la parete opposta si avvicina con la velocità V,quindi la luce arriva prima sulla parete posteriore perchè si sta avvicinando,mentre arriva dopo sulla parete anteriore perchè si sta allontanando. Quindi l'arrivo della luce sulle due pareti NON è più simultaneo.
Quando un orologio è in movimento nello spazio e la sua velocità tende ad arrivare a quella della luce,il suo ritmo rallenta e nel caso ipotetico che la sua velocità coincida con quella della luce,il tempo si ferma.
Quindi la vecchia idea che cambiando i sistemi di riferimento il tempo non cambia,è un'idea da abbandonare!
La Relatività ristretta è stata una rivoluzione concettuale e scientifica ma anche filosofica poichè cambia la nostra nozione di tempo attraverso una critica della nozione di simultaneità. Dobbiamo chiederci se una variazione così radicale interviene anche per quanto riguarda il concetto di SPAZIO.
RELATIVITA' DELLO SPAZIO
Chiediamoci se l'intervallo si SPAZIO fra due punti rimane lo stesso qualunque sia lo stato di moto dell'osservatore.Einstein fa un esempio.
=supponiamo di tenere in mano davanti a noi una sbarretta rigida di ferro,io osservo questa sbar-
retta stando in uno stato di quiete,cioè fermo. Misuro la Lunghezza della sbarretta e supponia-
mo che abbia una Lunghezza L. Adesso mentre io sono in quiete suppongo che la sbarretta si
muova davanti a me di moto rettilineo uniforme per esempio da destra a sinistra.
Se voglio misurare quanto è lunga,ho soltanto due possibilità e cioè:
1)mi posso mettere a cavalcioni della sbarretta e misurarla mentre mi muovo insieme a lei,così
facendo troverò la stessa lunghezza di prima.
2)Se adesso misuro la sbarretta mentre mi sto muovendo,allora troverò una lunghezza diversa
dalla prima.
Quindi anche lo SPAZIO ,cioè in questo caso la distanza fra due punti della sbarretta,per esempio
fra l'inizio e la fine,dipende dallo stato di movimento dell'osservatore.
Anche la LUNGHEZZA di una sbarretta in movimento nello spazio dipende dalla sua Velocità rispetto all'osservatore,quanto più la velocità della sbarretta si avvicina a quella della luce,tanto più si accorcia,se arrivasse alla velocità della luce,avremmo una sbarretta di lunghezza zero.

Dobbiamo dire che noi viviamo in un mondo in cui gli eventi si susseguono ad una velocità molto inferiore a quella della luce e quindi vale la MECCANICA CLASSICA.

EQUIVALENZA MASSA-ENERGIA
Einstein dice che c'è un'equivalenza fra MASSA ed ENERGIA,cioè l'energia è proporzionale alla massa moltiplicata per il quadrato della luce.Tutti conoscono la formulina famosa: e=mc2. Si deduce facilmebnte che da una piccola quantità di materia può essere generata una grandissima
quantità di energia (bomba atomica).

ILLUSIONE DI PASSATO,PRESENTE E FUTURO
Secondo Einstein il MONDO E' E NON DIVIENE. Egli dice che la divisione fra passato,presente e futuro ha solo il valore di una ostinata illusione. Questa idea del mondo non è del tutto originale ma ha anch'essa delle radici classiche. Un grande fisico come Boltzmann aveva già scitto a proposito del Tempo e dello Spazio. Egli diceva che quando esaminiamo un oggetto nello Spazio,
possiamo dire che l'oggetto è ad esempio davanti a noi,oppure sopra o sotto ma dal punto di vista della meccanica classica possiamo anche girare sotto-sopra tutte le posizioni e ciò non cambierebbe niente,perchè le equazioni della meccanica non distinguono fra sopra e sotto! La distinzione fra le varie posizioni è di senso comune ma non scientifico.
Adesso chiediamoci che senso ha la distinzione fra PRIMA,ORA,DOPO,Boltzmann diceva che l'universo nella globalità è un sistema in equilibrio quindi la distinzione fra Prima,Ora e Dopo a livello globale è priva di significato,a livello universale il tempo è congelato cioè non scorre, quindi il mondo è e non diviene!

I QUANTI
Boltzmann già nel 1872 aveva introdotto l'ipotesi che le particelle in moto in un gas avessero energie discrete,cioè dei QUANTI di energia.Una particella poteva avere 1-2 o n (enne) quanti di energia,ma non poteva avere ad esempio 1/3,1/2 di quanto. Einstein riprende questo concetto e lo conferma dicendo che quando un raggio luminoso si propaga,l'energia non si distribuisce in modo continuo ma è formata da un numero finito di QUANTI di energia localizzati in punti dello spazio i quali si muovono senza dividersi e possono essere assorbiti e generati solo nella loro interezza,

EFFETTO FOTOELETTRICO
Dopo gli studi di Thomson,fisico britannico che ha scoperto l'elettrone,si era capito che il fenomeno chiamato Effetto Fotoelettrico era dovuto all'emissione di elettroni causata da radiazioni elettromagnetiche di opportuna frequenza che agivano sulla superficie di un metallo.
Questi dati non si potevano spiegare in base alla concezione ondulatoria della luce.
A questo punto interviene Einstein e dice che la luce sia in effetti composta da corpuscoli, cioè da QUANTI DI LUCE ognuno dei quali è dotato di una energia proporzionale alla frequenza della radiazione. Egli riprende la teoria dei quanti introdotta da Planc ma la applica alla luce ottenendo i
FOTONI, una sorta di pacchetti di energia che essendo privi di massa viaggiano alla velocità della luce. Questi fotoni interagendo con gli elettroni degli atomi di una lastra metallica,trasmettono ad essi la propria energia che rompendo il legame che li tiene vincolati all'atomo,riesce a liberarli.

SCIENZA E FILOSOFIA
Einstein in un suo scritto fa un disegnino molto semplice in cui si vede una linea orizzontale indicata con la lettera E,un cerchietto in alto da cui traccia delle delle righette che chiama S-S'-S'' ecc. dalle quali partono dei trattini che ritornano alla retta E,dalla retta E al cerchietto vi è inoltre una linea curva con una freccetta sul cerchietto. Questo è un disegno molto sintetico ma estremamente esplicativo che vuole dire quanto segue.
E = rappresenta le esperienze empiriche immediate che possiamo avere e dice che da queste esperienze possiamo risalire al cerchietto che rappresenta gli ASSIOMI, che sono il punto di partenza di ogni teoria,ma questo processo non è un processo logico, ma è qualcosa di intuitivo,di extralogico,di psicologico. Poi quando siamo a livello degli Assiomi,allora con la logica possiamo DEDURRE degli ENUNCIATI speciali S-S'-S'' ecc. che sono deduzioni matematiche e che forse possono anche essere veri. Ma come facciamo a saperlo? Li confrontiamo con la base empirica! Ma tutti i giochi si fanno a livello degli Assiomi dove si passa da una Teoria all'altra.Siamo cioè nel MONDO DELLE IDEE.

E qui Einstein ha elogiato i grandi filosofi del passato come KANT,HUME,SPINOZA. Einstein credeva in una grande unità culturale fra scienza e filosofia che secondo lui erano un solo bagaglio di concetti e non due cose separate.
Einstein dichiara di cogliere la rivelazione di Dio nell'armonia di tutto ciò che esiste,questa religiosità cosmica è il motivo più profondo e nobile della ricerca scientifica. Per Einstein chi non è più in grado di provare stupore osservando il mondo,è per così dire morto,i suoi occhi sono spenti.Chi invece riesce a cogliere il lato misterioso della vita e ne scopre il mistero attraverso la mente,costruisce un'immagine del mondo attraverso gli strumenti della pura ragione e con gli strumenti dell'arte. Anche l'Artista attraverso l'impulso alla contemplazione delle cose mira al superamento del proprio io a favore delle intuizioni del tutto. Un essere umano è parte di un tutto che chiamiamo Universo,una parte limitata nel tempo e nello spazio.
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---Nella concezione Classica il TEMPO era concepito cone ASSOLUTO e spesso distaccato dal mondo fisico. Aristotele lo definiva come "la misura del movimento". ---Lo SPAZIO inoltre era regolato dalla Geometria Euclidea. In tale geometria,l'invariante fondamentale è la distanza fra due punti. ---In...
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