qualche domanda sulla relatività

[lowenz]

Originariamente inviato da ChristinaAemiliana

Sì, esatto, come ho descritto estensivamente sopra è uno dei due postulati su cui si fonda la Relatività (l'altro è il principio di relatività galileiana, la cui formulazione più semplice esprime il fatto che le leggi fisiche debbano essere le stesse in tutti i SI).

Non ci avevo fatto caso?
In che riga?

[lowenz]

Originariamente inviato da ChristinaAemiliana

i famigerati tachioni che per ora non sono stati osservati e comunque sono compatibili solo con il mondo microscopico per via del principio di causalità e dei rapporti causa/effetto che nel mondo macroscopico non sono invertibili

Qui mi permetto di farti una osservazione di semantica: non ha molto senso dire che una cosa non è osservabile perchè c'è un principio che lo vieta, dato che da nessuno parte c'è scritto che un principio non possa venire un domani invalidato.....anche perchè altrimenti non si userebbe nemmeno la parola "principio" (cioè "assunto ritenuto vero in quanto mai fino ad ora contraddetto dall'esperienza").

[ChristinaAemiliana]

Originariamente inviato da lowenz

Non ci avevo fatto caso?
In che riga?

No, sono io che mi sono spiegata da cani...

Intendevo dire che nell'altro post ho detto esplicitamente che si sceglie una c finita e da lì si parte a formulare la cinematica relativistica...questo (almeno nella mia testa ) equivale a dire che l'esistenza di questa c limite costante e finita sia un postulato.

[lowenz]

Originariamente inviato da ChristinaAemiliana

No, sono io che mi sono spiegata da cani...

Intendevo dire che nell'altro post ho detto esplicitamente che si sceglie una c finita e da lì si parte a formulare la cinematica relativistica...questo (almeno nella mia testa ) equivale a dire che l'esistenza di questa c limite costante e finita sia un postulato.

Ah ecco, ora torna

[ChristinaAemiliana]

Originariamente inviato da lowenz

Qui mi permetto di farti una osservazione di semantica: non ha molto senso dire che una cosa non è osservabile perchè c'è un principio che lo vieta, dato che da nessuno parte c'è scritto che un principio non possa venire un domani invalidato.....anche perchè altrimenti non si userebbe nemmeno la parola "principio" (cioè "assunto ritenuto vero in quanto mai fino ad ora contraddetto").

Perdonami, dove avrei detto che ci sarebbe un principio che vieta che i tachioni siano osservati?

Io ho detto, semplificando all'estremo, che i tachioni, ammesso che esistano, possono essere, compatibilmente con i principi ritenuti validi dalla scienza, "solo" particelle.

Se dalle mie parole si ricava un'impressione di marcata sicurezza (come a dire: "penso che continuerà a essere così anche in futuro") è perché vedo piuttosto dura a verificarsi la violazione del secondo principio della termodinamica a livello macroscopico...poi per carità...

[lowenz]

Originariamente inviato da ChristinaAemiliana

Perdonami, dove avrei detto che ci sarebbe un principio che vieta che i tachioni siano osservati?

Io ho detto, semplificando all'estremo, che i tachioni, ammesso che esistano, possono essere, compatibilmente con i principi ritenuti validi dalla scienza, "solo" particelle.

Beh io ho solo fatto un'osservazione sul fatto che il principio di causalità non è detto che permanga valido nel mondo macroscopico (e quindi il fatto che i tachioni non siano osservabili in esso).....chi lo sa, è solo un principio, non un teorema

[ciop71]

Originariamente inviato da CioKKoBaMBuZzo

a cosa servivano le trasformazioni di lorentz prima della relatività ristretta? cioè perchè lorentz si è dato il disturbo di ricavarle?

C'era il problema che le equazioni di Maxwell non sono invarianti per trasformazioni galileiane, per cui all'inizio si pensò addirittura che fossero sbagliate e andassero modificate.
Successivamente, Lorentz introdusse delle nuove trasformazioni (che portano il suo nome) per cui le equazioni di Maxwell sono invarianti.

[CioKKoBaMBuZzo]

christina mi rispiegheresti la storia della costanza della velocità della luce?

non ho ben capito il passaggio in cui si parla di una perturbazione e del fronte sferico...o forse l'ho intuito, ma non capisco come si possa passare a dire sulla base di quella considerazione che per tutti i sistemi di riferimento inerziali la perturbazione si propaga a velocità c

[lowenz]

Originariamente inviato da CioKKoBaMBuZzo

christina mi rispiegheresti la storia della costanza della velocità della luce?

Quella è l'ipotesi di partenza, è un assunto che si fa (o meglio si assume che ci sia una velocità limite, POI in un secondo momento la si identifica con quella della luce).

non ho ben capito il passaggio in cui si parla di una perturbazione e del fronte sferico...

E' semplicemente () l'equazione di una superficie di livello sferica.

Infatti data l'equazione

ds^2 = -(dx1)^2 -(dx2)^2 -(dx3)^2 +(cdt)^2

Se poni "ds" uguale 0 (valore per le particelle chiamate fotoni) ed espliciti tutto rispetto a (cdt)^2 ottieni

(dx1)^2 +(dx2)^2 +(dx3)^2=(cdt)^2

cioè un oggetto algebrico del tipo a^2+b^2+c^2=d^2, che come puoi facilmente immaginare (pensando all'equazione della circonferenza che ha studiato in geometria analitica) è una sfera (infinitesimale) dove il raggio è dato da cdt: pertanto è possibile associare a questa sfera il fatto di essere il fronte d'onda di un'onda sferica (ecco la perturbazione) che si propaga a velocità c

Almeno io ho capito così, sono pronto a fare ammenda se ho sbagliato

[lowenz]

Il fatto che la costanza di c sia un'ipotesi e non una conseguenza di qualcosa è anche facilmente comprensibile dal fatto che esistono teorie alternative alla relatività "classica" (LOL, che fantastico ossimoro ) che pongono fra i postulati una c variabile, cosa che tra l'altro sistema alcuni problemi non da poco

http://www.vialattea.net/esperti/php...a.php?num=9020

L'ipotesi di velocità della luce variabile è stata reintrodotta da Barry Setterfeld e Trevor Norman e poi ripresa da Magueijo e Davis che la hanno portata all'attenzione della comunità internazionale.
Setterfeld e Norman non hanno fatto altro che osservare come le misurazioni sperimentali della velocità della luce hanno dato valori decrescenti dal 1800 ad oggi, non compatibili tra loro, neppure nell'errore sperimentale.
Anche i recentissimi esperimenti di misura con l'uso dei laser sembrano andare in questa direzione. Ciononostante la teoria così com'è trova opposizione, visto che metterebbe in discussione uno dei capisaldi della teoria della relatività.

Lo stesso Einstein nel 1911 avrebbe inizialmente accennato a una teoria VSL (varying speed of light), prima di redigere la teoria "ortodossa" della relatività.
Maguejio, che sulla questione ha anche pubblicato un libro, è partito dal presupposto che, se è vero che l'universo è dinamico, ha senso chiedersi se le stesse leggi che lo governano abbiano una dinamicità.
Inoltre, la stessa velocità della luce, in un campo come l'elettromagnetismo va considerata come funzione del mezzo attraversato, quindi in generale non costante.
Le teorie di tipo VSL in realtà sono diverse, ne troviamo una revisione dello stesso Maguejio.

L'importanza delle teorie VSL è che risolvono spesso, in via teorica, dei problemi legati al modello del Big Bang (omogeneità, isotropia e piattezza dell'universo, formazione iniziale delle galassie, freccia del tempo) senza introdurre appendici al modello originario (come fanno invece l'inflazione o, più recentemente, l'energia oscura nel modello standard del Big Bang).
Ad esempio la teoria VSL spiegherebbe l'omogeneità dell'universo: punti lontani, che considerando costante la velocità della luce (e trascurando l'inflazione), non potrebbero essere venuti in nessun modo a contatto, comunque mantengono una omogeneità nelle caratteristiche (l'ormai famoso problema dell'orizzonte).
Alcune ipotesi infatti suggeriscono un valore per la velocità della luce fino a 10^70 c ( ) nelle fasi iniziali dell'universo, pertanto punti attualmente lontani, a causa di una velocità della luce molto più elevata, sono comunque venuti "a contatto" nelle fasi iniziali dell'evoluzione, per cui mantengono caratteristiche comuni, a causa dell'omogeneizzazione dell'universo primordiale.
Già nella stesura iniziale della teoria veniva sottolineato come la VSL risolve i "puzzle cosmologici" allo stesso modo della teoria inflazionistica.
Sulla base della VSL, sono molto eleganti anche i calcoli dell'attuale velocità di espansione dell'universo, anche se le recenti scoperte legate alle supernovae di tipo Ia (espansione accelerata dell'universo) hanno almeno inizialmente messo in difficoltà i sostenitori della teoria, che inizialmente prevedeva una espansione infinita, ma a velocità sempre minori.
Oggi esistono dimostrazioni teoriche che una diminuzione di c di 2 cm/s per anno può dare gli stessi risultati sperimentali dell'energia oscura, su alcuni aspetti della teoria cosmologica che non hanno ancora spiegazione, come l'accelerazione dell'universo.

Con numeri di questo tipo, in realtà le conseguenze immediate sembrerebbero trascurabili (la diminuzione nell'arco di un secolo sarebbe di 2m/s, ovvero 1 parte su 108, quindi in 1 anno 1 parte su 1010 circa) però basti fare un esempio: la variabilità nel tempo di c dovrebbe far riprogettare i sistemi GPS e tutti i sistemi di comunicazione in cui è essenziale una elevata precisione temporale.

Comunque, come scrive Maguejio "il futuro della VSL è nelle mani delle osservazioni".
Dal punto di vista epistemologico, infatti, fino a che vale il modello di scienza che riteniamo attualmente valido, tutte le teorie sono valide fino a prova contraria, se soddisfano in modo ripetibile gli esperimenti.
È vero che le osservazioni stanno in qualche modo mettendo in difficoltà il modello standard del big bang, per cui bisogna introdurre nuovi concetti perché la teoria sia coerente con le osservazioni.
Se la teoria ad un certo punto si rivelasse non corretta e sostituibile con la VSL, nonostante le difficoltà di ammodernamento, non ci sarebbe nessuna conseguenza tragica.
C'è un precedente importante, il modello tolemaico del sistema solare riproduceva abbastanza bene i risultati osservativi, facendo uso dei deferenti e degli epicicli.
Quello copernicano, oltre a fare la stessa cosa, sembrava ragionevolmente più semplice.
In un secondo momento vennero fuori prove osservative che diedero la prevalenza a quest'ultimo in modo incontrovertibile.

Allo stesso modo, l'ipotesi di c costante risulta vera fino a prova contraria. Che la teoria VSL riproduca i risultati sperimentali in modo anche più elegante del modello finora accettato, è solo un indizio. Se ci saranno prove sperimentali e osservative che la teoria VSL riuscirà a spiegare, mentre il modello standard, anche con l'inflazione e altri elementi, non ci riuscirà, vorrà dire che la conseguenza sarà di prendere un altro modello (magari la VSL) come riferimento.
Questa sarebbe comunque una grande sfida per i fisici, dovendo ripensare la cosmologia ( e non solo) in una cornice completamente diversa.

[ChristinaAemiliana]

Originariamente inviato da lowenz

Almeno io ho capito così, sono pronto a fare ammenda se ho sbagliato

Lo spettacolo di te che fai ammenda sarebbe molto interessante, ma per questa volta direi che la spiegazione possa andare...

[lowenz]

Originariamente inviato da ChristinaAemiliana

Lo spettacolo di te che fai ammenda sarebbe molto interessante, ma per questa volta direi che la spiegazione possa andare...

[CioKKoBaMBuZzo]

che bella la VSL...ma in sostenza dice che la velocità c diminuisce nel tempo giusto? un pò come un articolo che avevo trovato sul sito di le scienze, in cui si diceva (mi sembra) che il rapporto tra la massa del protone e dell'elettrone, in base a misurazioni sperimentali, diminuisce nel tempo...però non mi ricordo se ho citato il rapporto giusto

comunque...perchè l'invarianza rispetto a tutti i sistemi di riferimento si ha solo quando ds=0? se l'intera espressione ds^2=cdt^2-dr^2 è un invariante quadratico, non dovrebbe essere invariante per ogni valore di ds?

[tutti79]

Ciao Christina,
visto che mi sembri preparata e disponibile risolvi anche il mio dubbio sulla relatività distretta?
Senti qua! Per il principio di relatività, visto che esiste qualcosa che si muove alla velocità della luce rispetto a noi (ossia la luce stessa), anche noi ci muoviamo a tale velocità rispetto a un osservatore solidale coi fotoni. Ma noi abbiamo massa, quindi non potremmo! cioè noi non dovremmo essere per la luce quello che la luce è per noi?
E poi non mi convince manco il fatto che gli intervalli di tempo sono sempre dilatati se considero un sistema in moto rispetto al nostro. Cioè allora se io mi sposto in un sistema in moto rispeto al mio originario e poi torno indietro al mio dovrei avere una doppia dilatazione anzichè la situazione di partenza!
Sono certo che le mie domande saranno banali per te.

Ciao

[lowenz]

Originariamente inviato da CioKKoBaMBuZzo

comunque...perchè l'invarianza rispetto a tutti i sistemi di riferimento si ha solo quando ds=0? se l'intera espressione ds^2=cdt^2-dr^2 è un invariante quadratico, non dovrebbe essere invariante per ogni valore di ds?

La risposta dovrebbe essere che stai appunto considerando i fotoni, per i quali ds=0

[lowenz]

Originariamente inviato da CioKKoBaMBuZzo

che bella la VSL...ma in sostenza dice che la velocità c diminuisce nel tempo giusto?

Beh, in generale variabile.....e dalle misurazioni fatte sembra diminuire

[CioKKoBaMBuZzo]

Originariamente inviato da lowenz

La risposta dovrebbe essere che stai appunto considerando i fotoni, per i quali ds=0

eh ma se io dico che per una certa particella ds=1, dovrebbe esserlo per ogni sistema di riferimento inerziale essendo ds^2 un invariante quadratico, quindi la velocità di quella particella dovrebbe essere indipendete dal sistema di riferimento

tra l'altro, secondo voi, è meglio che questo discorso lo metta nella parte di relatività ristretta o generale? perchè io l'ho messo nella generale ma mi sembra più appropriato nella ristretta

[lowenz]

Originariamente inviato da CioKKoBaMBuZzo

eh ma se io dico che per una certa particella ds=1, dovrebbe esserlo per ogni sistema di riferimento inerziale essendo ds^2 un invariante quadratico, quindi la velocità di quella particella dovrebbe essere indipendete dal sistema di riferimento

Ma la tua domanda iniziale non era sul fronte d'onda di una perturbazione che viaggia a velocità c?
Io mi riferivo SOLO a quello eh
Sì, effettivamente ho scritto male, meglio che tolga le parentesi di sopra, altrimenti ci si confonde

tra l'altro, secondo voi, è meglio che questo discorso lo metta nella parte di relatività ristretta o generale? perchè io l'ho messo nella generale ma mi sembra più appropriato nella ristretta

Nella ristretta, non riguarda la gravitazione (almeno imho).

[gabi.2437]

Beh al giorno d'oggi dovrebbe esser possibile misurar se la velocità cambia no?

[CioKKoBaMBuZzo]

Originariamente inviato da lowenz

Ma la tua domanda iniziale non era sul fronte d'onda di una perturbazione che viaggia a velocità c?

si però non capisco perchè debba avere velocità c per tutti i sistemi di riferimento partendo dalla considerazione che ds=0...o meglio, credo di aver capito che se ds=0 in un sistema di riferimento, lo è anche per tutti gli altri perchè è invariante rispetto alle trasformazioni di lorentz...però questo ragionamento non dovrebbe valere per qualsiasi valore di ds?

Originariamente inviato da lowenz

Nella ristretta, non riguarda la gravitazione (almeno imho).

eh ma christina ha detto che un ds^2<0 è posibile perchè siamo in una geometria non euclidea...almeno credo