A che velocità viaggiamo?

[TonyManero]

Originariamente inviato da Marko91

Senza la scoperta di come la gravita' influisce sul tempo i nostri satelliti GPS avrebbero un precisione di 10km, non di 10 metri. (se non sbaglio ogni giorno la differenza temporale tra un orologio atomico posizionato sulla superficie terrestre e uno in orbita e di circa 45 nanosecondi)

Scusa questo proprio mi sfugge... mi diresti a grandi linee cosa intendi?

Mi rispondo da solo da wikipedia:

GPS e Teoria della Relatività
Gli orologi satellitari sono affetti dalle conseguenze della Teoria della Relatività. Infatti, a causa degli effetti combinati della velocità relativa, che rallenta il tempo sul satellite di circa 7 microsecondi al giorno, e della minore curvatura dello spaziotempo a livello dell'orbita del satellite, che lo accelera di 45 microsecondi, il tempo sul satellite scorre ad un ritmo leggermente più veloce che a terra, causando un anticipo di circa 38 microsecondi al giorno, e rendendo necessaria una correzione automatica da parte dell'elettronica di bordo. Questa osservazione fornisce un'ulteriore prova dell'esattezza della teoria in un'applicazione del mondo reale. L'effetto relativistico rilevato è infatti esattamente corrispondente a quello calcolabile teoricamente, almeno nei limiti di accuratezza forniti dagli strumenti di misura attualmente disponibili. Possono inoltre esistere altri tipi di errori del GPS che sono appunto di tipo atmosferico e di tipo elettronico

Ecco... questo mi mancava, e mi convince molto di più di tanti esperimenti visti in giro!!!

[TonyManero]

Originariamente inviato da gabi.2437

Np, qua nessuno cerca di convincerti di niente, se vuoi imparare bene, se no va bene lo stesso, tanto noi come funge la relatività lo sappiamo

Guarda, non chiedo di meglio di poter un giorno dire di aver compreso che la teoria della relatività è necessaria...
Anche i die esperimenti postati che dovrebbero spiegare l'inadeguatezza della fisica "vecchia" non li comprendo. Quello dello specchio semiriflettente non porta a questa conclisuine e quello dei due flussi d'acqua neanche. Sfuggirà qualcosa a me...

Mi manca un passaggio: ma perchè avevano bisogno dell'etere per spiegare le equazioni di maxwell??

Perchè se da questo esperimento



non si producono frange -> non esiste l'etere -> si deduce che la fisica galileiana non è sufficicente? Il fatto che non esista l'etere non capisco come metta in crisi la fisica galileiana!

[xxxyyy]

Originariamente inviato da Marko91

La relativita' e' controintuitiva.

Si' e' controintuitiva... pero' una volta capita ci si vive bene insieme.
Non toccherei il asto della meccanica quantistica allora...

Originariamente inviato da TonyManero

Mi manca un passaggio: ma perchè avevano bisogno dell'etere per spiegare le equazioni di maxwell??

Semplicemente gli serviva un mezzo tangibile per la propagazione delle onde elettromagnetiche. horror vacui. Persino Michelson era scettico sulla sua assenza.

[TonyManero]

Originariamente inviato da xxxyyy

Semplicemente gli serviva un mezzo tangibile per la propagazione delle onde elettromagnetiche. horror vacui. Persino Michelson era scettico sulla sua assenza.

Ok, ma allora l'esperimento di Michelson-Morley non dimostra semplicemente che l'etere non esiste e null'altro? Mi manco lo step del dedurre che c è costante a prescindere dal sistema di riferimento!

[gabi.2437]

L'esempio del gps lo tengo come arma segreta di solito

Quel grafico...vediamo un pò cosa dice wikipedia, ok allora

Volevano l'etere per aver qualcosa su cui far viaggiare la luce...cioè doveva pur trasmettersi attraverso qualcosa, come le onde nel mare o il suono nell'aria e allora han ideato sto etere

Ora, pensando all'acqua o al suono, le onde si propagano nel mezzo quindi se questo mezzo si muove, pure le onde ne sono trascinate quindi se butto un sasso in un fiume, vedrò le onde che vanno a valle muoversi più velocemente di quelle che vanno a monte, non è niente di speciale, vedo così perchè io sono fermo a riva, se fossi su una barca (quindi, cosa importante, nel sistema di riferimento del FIUME) vedrei le onde propagarsi tutte alla stessa velocità

Idem il modo in cui il vento trasporta il suono

Ora, si pensava che sto etere si muoveva (se non altro perchè la terra si muove) ergo, la luce, che era agganciata a sto etere, doveva avere anche lei sto moto dell'etere ma siccome ste frange non sono sbucate, la luce non è agganciata a niente e la sua velocità era uguale in ogni direzione (nell'esempio del fiume se io sono a riva vedo le onde muoversi a velocità diversa invece)

Quindi niente etere e velocità della luce uguale per tutti indipendentemente da dove si sia, cosa si faccia ecc...

Questo perchè se proprio in quell'istante, mentre facevano l'esperimento, si è avuto proprio quel risultato (velocità della luce uguale sia su un braccio che l'altro dell'interferometro) non c'è motivo di supporre che altrove sia diverso

[TonyManero]

Originariamente inviato da gabi.2437

L'esempio del gps lo tengo come arma segreta di solito

Quel grafico...vediamo un pò cosa dice wikipedia, ok allora

Volevano l'etere per aver qualcosa su cui far viaggiare la luce...cioè doveva pur trasmettersi attraverso qualcosa, come le onde nel mare o il suono nell'aria e allora han ideato sto etere

Ora, pensando all'acqua o al suono, le onde si propagano nel mezzo quindi se questo mezzo si muove, pure le onde ne sono trascinate quindi se butto un sasso in un fiume, vedrò le onde che vanno a valle muoversi più velocemente di quelle che vanno a monte, non è niente di speciale, vedo così perchè io sono fermo a riva, se fossi su una barca (quindi, cosa importante, nel sistema di riferimento del FIUME) vedrei le onde propagarsi tutte alla stessa velocità

Idem il modo in cui il vento trasporta il suono

Ora, si pensava che sto etere si muoveva (se non altro perchè la terra si muove) ergo, la luce, che era agganciata a sto etere, doveva avere anche lei sto moto dell'etere ma siccome ste frange non sono sbucate, la luce non è agganciata a niente e la sua velocità era uguale in ogni direzione (nell'esempio del fiume se io sono a riva vedo le onde muoversi a velocità diversa invece)

Quindi niente etere e velocità della luce uguale per tutti indipendentemente da dove si sia, cosa si faccia ecc...

Questo perchè se proprio in quell'istante, mentre facevano l'esperimento, si è avuto proprio quel risultato (velocità della luce uguale sia su un braccio che l'altro dell'interferometro) non c'è motivo di supporre che altrove sia diverso

Si, ma questo non conduce a pensare che c sia costante!!! Se sono a bordo di un treno e lancio una pallina in aria o avanti sempre alla stessa velocità la vedo andare (io che sono sul treno). Ergo nell'esperimento citato io che sono sulla terra è logico che non veda differenze nella velocità della luce... Quaindi da dove è che si evince che c sia costante?????

[gabi.2437]

Che la velocità della luce è indipendente da che tu sei sul treno oppure no... la pallina invece risente del moto del treno, ma la luce no (se non altro quella che entra dai finestrini)

[TonyManero]

Originariamente inviato da gabi.2437

Che la velocità della luce è indipendente da che tu sei sul treno oppure no... la pallina invece risente del moto del treno, ma la luce no (se non altro quella che entra dai finestrini)

Si, ma io voglio sapere qual'è l'esperimento che dimostra questa cosa!!

[gabi.2437]

Eh questo dell'interferometro, se la luce dei 2 bracci aveva velocità differenti apparivano le frange, se era uguale, niente frange

[TonyManero]

Originariamente inviato da gabi.2437

Eh questo dell'interferometro, se la luce dei 2 bracci aveva velocità differenti apparivano le frange, se era uguale, niente frange

No... che l'interferometro si muova o meno il risultato è sempre lo stesso essendo l'osservatore dentro lo stesso sistema di riferimento (la terra). Per l'appunto se sono su un treno e lancio una pallina dentro il treno la vedo andare alla stessa velocità sia che la lancio in verticale che in orizzontale.
Parimenti il raggio di luce lo vedo andare uguale sia che vada in orizzontale che in verticale essendo anche io sulla terra come lui....

[quelarion]

Non so se posso pubblicare l'articolo, probabilmente no visto che lo si scarica da Physical Review Letters solo con un account universitario, comunque questo articolo:

Kenneth Brecher, Is the Speed of Light Independent of the Velocity of the Source?, Phys. Rev. Lett. 39, 1236 (1977)

Risolve proprio il tuo problema.
In soldoni: Sia data una stella che emette radiazione nel sistema solidale a sè stessa. Questa radiazione viaggierà a velocità c.
Se questa stella si muove rispetto alla Terra, con una velocità v, supponiamo che la velocità della radiazione emessa prenda la forma

c' = c + k v

dove k è un parametro da misurare. Quindi supponiamo che la velocità della radiazione dipenda dalla velocità della sorgente rispetto a noi.
Bene: in questo articolo si considera un sistema binario di stelle, che orbitano velocemente intorno al baricentro gravitazionale. Ciò significa che rispetto alla terra si avvicinano e allontanano molto rapidamente.
Se una delle due stelle è una pulsar, sappiamo che questa emette un impulso elettromagnetico a intervalli regolari nel suo sistema a riposo (non esiste che lo emetta a intervalli irregolari perchè la regolarità dipende dalla velocità di rotazione sul proprio asse, che è costante).
Rispetto alla terra si muove, quindi si può misurare la distanza temporale tra un impulso e l'altro. Questo permette di misurare questo k, a seconda se gli impulsi arrivano con intervalli più o meno regolari.

Risultato: k< 10^(-9)

dunque la velocità della luce è indipendente dalla velocità della sorgente, a meno di termini dell'ordine 10^(-10).
Ciò significa che se anche la sorgente si muove alla velocità della luce, si ha una variazione di una parte su un miliard0 (al più).

Direi che se non ti convince questo sei un caso disperato!

[xxxyyy]

Originariamente inviato da TonyManero

No... che l'interferometro si muova o meno il risultato è sempre lo stesso essendo l'osservatore dentro lo stesso sistema di riferimento (la terra). Per l'appunto se sono su un treno e lancio una pallina dentro il treno la vedo andare alla stessa velocità sia che la lancio in verticale che in orizzontale.
Parimenti il raggio di luce lo vedo andare uguale sia che vada in orizzontale che in verticale essendo anche io sulla terra come lui....

La luce per muoversi aveva bisogno dell'etere, che si supponeva fermo, immobile, incorruttibile. La Terra viaggiava in questo etere e quindi noi sulla Terra, come su un treno, facciamo degli esperimenti con "palline" che si muovono nella stazione, ferma.
Invece la luce viaggia sempre alla stessa velocita', sia che la spariamo secondo il moto della terra che nel verso opposto... le frange di interferenza non si spostano.

[gabi.2437]

Originariamente inviato da TonyManero

No... che l'interferometro si muova o meno il risultato è sempre lo stesso essendo l'osservatore dentro lo stesso sistema di riferimento (la terra). Per l'appunto se sono su un treno e lancio una pallina dentro il treno la vedo andare alla stessa velocità sia che la lancio in verticale che in orizzontale.
Parimenti il raggio di luce lo vedo andare uguale sia che vada in orizzontale che in verticale essendo anche io sulla terra come lui....

Ma la luce arriva dal sole o da una lampadina...le fonti sono diverse, i risultati no...

Se la pallina la lanci dal treno hai un risultato diverso da che se la lanci fuori (prova a lanciare una pallina fuori dal treno e vedi)

[Marko91]

Originariamente inviato da xxxyyy

Si' e' controintuitiva... pero' una volta capita ci si vive bene insieme.
Non toccherei il asto della meccanica quantistica allora...

La meccanica quantistica e' decisamente incasinata, ma e' una figata assoluta. Poi gli studi di Feyman

Originariamente inviato da TonyManero

Ecco... questo mi mancava, e mi convince molto di più di tanti esperimenti visti in giro!!!

La massa della Terra curva lo spazio-tempo intorno al nostro pianeta.
Piu' si e' vicini ad una grande massa piu' il tempo e' rallentato. Il tempo su un satellite scorre piu' velocemente che sulla superficie terrestre.
Nei pressi del sole la distorsione e' molto grande e permette di osservare fenomeni interessanti che confermano appunto la relativita'. Precisamente stelle che non dovremmo vedere perche' nascoste dal sole sono invece visibili, in quanto il sole curva lo spazio intorno e la luce viene deviata dal suo percorso.

[icoborg]

Originariamente inviato da +Benito+

Dubbio delle 00:20 di mattina.....

Sto leggendo (ri-ri-ri leggendo dato che ogni volta mi viene in mente una cagata diversa) hawking, e mi viene una domanda: ma se gli effetti relativistici diventano sensibili solo a velocità paragonabili a quella della luce, e non c'è modo di sapere che noi stiamo viaggiando ad una velocità definitivamente MOLTO inferiore a quella della luce (almeno credo), chi mi dice che le proprietà legate alla massa ed al comportamento degli oggetti non risentano di effetti relativistici?
Dopo tutto, non mi sembra un domanda così idiota

basta prendere la formula e tutto torna^^

[TonyManero]

Originariamente inviato da gabi.2437

Ma la luce arriva dal sole o da una lampadina...le fonti sono diverse, i risultati no...

Se la pallina la lanci dal treno hai un risultato diverso da che se la lanci fuori (prova a lanciare una pallina fuori dal treno e vedi)

A me non risulta che nell'esperimento i questione la sorgente luminosa fosse solidale al sistema di specchi...

Come fai a farlo funzionare con un raggio dall'esterno e una da una sorgente solidale che non sai manco con che fase arrivano?

[TonyManero]

Originariamente inviato da quelarion

Non so se posso pubblicare l'articolo, probabilmente no visto che lo si scarica da Physical Review Letters solo con un account universitario, comunque questo articolo:

Kenneth Brecher, Is the Speed of Light Independent of the Velocity of the Source?, Phys. Rev. Lett. 39, 1236 (1977)

Risolve proprio il tuo problema.
In soldoni: Sia data una stella che emette radiazione nel sistema solidale a sè stessa. Questa radiazione viaggierà a velocità c.
Se questa stella si muove rispetto alla Terra, con una velocità v, supponiamo che la velocità della radiazione emessa prenda la forma

c' = c + k v

dove k è un parametro da misurare. Quindi supponiamo che la velocità della radiazione dipenda dalla velocità della sorgente rispetto a noi.
Bene: in questo articolo si considera un sistema binario di stelle, che orbitano velocemente intorno al baricentro gravitazionale. Ciò significa che rispetto alla terra si avvicinano e allontanano molto rapidamente.
Se una delle due stelle è una pulsar, sappiamo che questa emette un impulso elettromagnetico a intervalli regolari nel suo sistema a riposo (non esiste che lo emetta a intervalli irregolari perchè la regolarità dipende dalla velocità di rotazione sul proprio asse, che è costante).
Rispetto alla terra si muove, quindi si può misurare la distanza temporale tra un impulso e l'altro. Questo permette di misurare questo k, a seconda se gli impulsi arrivano con intervalli più o meno regolari.

Risultato: k< 10^(-9)

dunque la velocità della luce è indipendente dalla velocità della sorgente, a meno di termini dell'ordine 10^(-10).
Ciò significa che se anche la sorgente si muove alla velocità della luce, si ha una variazione di una parte su un miliard0 (al più).

Direi che se non ti convince questo sei un caso disperato!

Non ho afferrato del tutto.
Mi stai dicendo che tra la fase in cui la pulsar si allontana e quella in cui si avvicina osservo lo stesso k?

[quelarion]

Originariamente inviato da TonyManero

Non ho afferrato del tutto.
Mi stai dicendo che tra la fase in cui la pulsar si allontana e quella in cui si avvicina osservo lo stesso k?

No.
La pulsar in pratica si allontana e si avvicina rispetto alla terra, a velocità elevate (centinaia di km/s? non sono sicuro). Tu ricevi dei segnali da questa pulsar, quello che misuri è il tempo che passa tra un segnale e l'altro.
Questo intervallo è funzione della differenza di velocità della stella tra una emissione e l'altra tramite il coefficiente k.
La formula è complicata, comunque alla fine rigirandola ottieni una espressione per k.
Dunque con i dati di intervalli temporali e di posizione/velocità della stella ottieni una misura di k. Che viene <10^-9.

In soldoni comunque: se i segnali ti arrivano ad intervalli regolari, significa che qualsiasi sia la velocità della stella il segnale viaggia alla stessa velocità (cioè c)
I segnali di una pulsar sono emessi ad intervalli molto ravvicinati, molto più piccoli del periodo di rivoluzione in un sistema binario, quindi è esclusa la possibilità di emissione sempre dagli stessi punti.
E comunque ci sono altre misure simili fatte con altre stelle, il che rende il risultato piuttosto solido.

[TonyManero]

Originariamente inviato da quelarion

No.
La pulsar in pratica si allontana e si avvicina rispetto alla terra, a velocità elevate (centinaia di km/s? non sono sicuro). Tu ricevi dei segnali da questa pulsar, quello che misuri è il tempo che passa tra un segnale e l'altro.
Questo intervallo è funzione della differenza di velocità della stella tra una emissione e l'altra tramite il coefficiente k.
La formula è complicata, comunque alla fine rigirandola ottieni una espressione per k.
Dunque con i dati di intervalli temporali e di posizione/velocità della stella ottieni una misura di k. Che viene <10^-9.

In soldoni comunque: se i segnali ti arrivano ad intervalli regolari, significa che qualsiasi sia la velocità della stella il segnale viaggia alla stessa velocità (cioè c)
I segnali di una pulsar sono emessi ad intervalli molto ravvicinati, molto più piccoli del periodo di rivoluzione in un sistema binario, quindi è esclusa la possibilità di emissione sempre dagli stessi punti.
E comunque ci sono altre misure simili fatte con altre stelle, il che rende il risultato piuttosto solido.

Riassumendo mi dici che in pratica dalla terra non si vede un "effetto doppler"? In effetti questa è una prova inconfutabile...

Mi rimane il dubbio sull'esperimento di Michelson-Morle che non ho ancora capito perchè concluda che c è costante... essendo osservatore e fenomeno osservato all'interno dello stesso sistema...

[quelarion]

Originariamente inviato da TonyManero

Riassumendo mi dici che in pratica dalla terra non si vede un "effetto doppler"? In effetti questa è una prova inconfutabile...

Mi rimane il dubbio sull'esperimento di Michelson-Morle che non ho ancora capito perchè concluda che c è costante... essendo osservatore e fenomeno osservato all'interno dello stesso sistema...

No, l'effetto doppler è un effetto che interviene sulla lunghezza d'onda, non sulla velocità di propagazione. L'effetto doppler anzi, probabilmente lo usi per misurare il moto della stella, visto che quando si avvicina lo spettro va verso il violetto e quando si allontana va verso il rosso.
In pratica dalla terra ti accorgi che questi segnali ti arrivano con la stessa velocità, nonostante la sorgente si muova rispetto alla terra.

Michelson Morley non mi ricordo, dovrei leggermi bene qualcosa, comunque quelle dei fluidi in moto non dimostrava direttamente c costante, ma era a sostegno della formula di addizione delle velocità, che poi ti porta a dire che c non è superabile.