Scienza

Quando la realtà supera la fantasia: Prima parte

Gli incredibili salti nel tempo intuiti da Albert Einstein

di Dino Licci

Immaginiamo che un raggio di luce rimbalzi tra due specchi posti sul pavimento e sul tetto del vagone di un treno in corsa. Se un osservatore si trova dentro il vagone, egli vedrà il raggio di luce percorrere su e giù il tragitto del raggio secondo una verticale e cioè percorrerà sempre la stessa distanza tra il pavimento e il tetto a qualsiasi velocità vada il treno. Ma un osservatore che si trovi fuori dal treno, vedrà il raggio oscillare tra il pavimento e il tetto non più secondo una verticale (il cateto di un triangolo immaginario), ma secondo una diagonale (l’ ipotenusa del triangolo) o meglio ancora un arco di parabola tanto più lungo quanto più velocemente correrà il treno. Quindi, essendo la velocità della luce costante (come scoprì Romer e come codificò Maxwell con le sue famose equazioni),  il tempo trascorre molto più lentamente per il viaggiatore che si trovi all’interno del treno rispetto ad un osservatore che stia fermo a terra.  Lo spazio e il tempo non sono concetti assoluti   come si era sempre pensato, ma  relativi al punto di osservazione. Nell’esempio riportato, l’osservatore che è sul treno vedrà percorrere il tragitto del raggio di luce in un tempo molto più breve rispetto all’osservatore che è fuori, per il quale il raggio di luce dovrà percorrere una distanza maggiore e quindi impiegare anche un tempo più lungo per effettuare lo stesso percorso. In altre parole Einstein capì che esiste una profonda relazione tra spazio e tempo nel senso che se aumenta l’uno diminuisce l’altro e viceversa. Insomma l’osservatore che è a terra non percorrerà nessuno spazio ma il suo  tempo continuerà a trascorrere molto più velocemente rispetto all’osservatore che è nel treno il cui spazio-tempo sarà questa volta molto più rappresentato dallo spazio che dal tempo che si contrarrà tanto di più quanto più velocemente andrà il treno. Se il treno dovesse correre alla velocità della luce, per lui il tempo sarebbe uguale a zero e la distanza  percorsa infinita.

 

Ora facciamo un altro esempio. Se io sono in auto e sto viaggiando verso nord a 100 chilometri all’ora e poi cambio direzione verso nord ovest, anche se il mio tachimetro segnerà ancora 100  km/h,  il mio moto verso nord diminuirà perché parte di esso si sarà trasformato in moto verso ovest. Da qui la profonda relazione tra spazio e tempo. Spazio e tempo potranno essere rappresentate come due coordinate cartesiane dove l’ascissa sia lo spazio e l’ordinata il tempo. Facciamo un altro  esempio ricordando che sono tutti esperimenti mentali non  eseguibili in pratica. Se io sto fermo e saluto un osservatore fermo lontano da me, i nostri orologi segneranno  la stessa ora e l’osservatore lontano penserebbe che io non mi stia muovendo. In realtà io sto fermo riguardo lo spazio ma non rispetto al tempo che sta comunque trascorrendo quindi io mi sto muovendo nel tempo. Se poi io mi muovessi verso di lui, il mio orologio rallenterebbe  ed io e l’osservatore lontano misureremmo un tempo diverso perché parte del mio movimento nel tempo, è stato trasformato in moto nello spazio.  Noi non ci accorgiamo di queste minime differenze perché le velocità cui siamo abituati, sono irrisorie e quindi non misurabili con i normali orologi, ma gli orologi atomici, quelli a cesio, per esempio, colgono anche minime differenze in particolari condizioni.  Ora pensiamo di muoverci nello spazio a velocità prossime a quelle della luce: avverrà la stessa cosa, ma data l’enorme velocità con cui mi muovo, il mio moto nel tempo si trasformerà in modo massivo in moto nello spazio, per cui il mio orologio, il mio tempo insomma,  rallenterà moltissimo e quando tornassi al punto di partenza, troverei l’osservatore fermo molto invecchiato rispetto a me.  Ecco spiegato il paradosso dei gemelli! Questo significa tre cose:

1) che spazio e tempo sono inseparabili;

2) che il moto nello spazio influenza il trascorrere del tempo;

3) che ognuno di noi ha il suo tempo o, detto in altri termini, che il tempo assoluto non esiste.

Ma significa ancora qualcosa di veramente sconvolgente: la differenza tra passato, presente e futuro, potrebbe essere solo un’illusione! 

Annunci

Rispondi

Inserisci i tuoi dati qui sotto o clicca su un'icona per effettuare l'accesso:

Logo WordPress.com

Stai commentando usando il tuo account WordPress.com. Chiudi sessione /  Modifica )

Google+ photo

Stai commentando usando il tuo account Google+. Chiudi sessione /  Modifica )

Foto Twitter

Stai commentando usando il tuo account Twitter. Chiudi sessione /  Modifica )

Foto di Facebook

Stai commentando usando il tuo account Facebook. Chiudi sessione /  Modifica )

Connessione a %s...