Teoria della relatività
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La Teoria della Relatività è una teoria fisica sul passaggio tra due sistemi di riferimento in moto relativo.
L'idea di fondo è che due osservatori che si muovono in moto relativo misurano differenti tempi e spazi per lo stesso evento, ma il contenuto delle loro osservazioni è lo stesso.
| Indice |
Teoria galileiana
Nata con la fisica classica, dal punto di vista matematico è rappresentata da un sistema di equazioni che legano le coordinate di un sistema con quelle di un secondo che si muove con velocità v rispetto ad esso. Le trasformazioni classiche consistono in: relatività galileiana, relatività di Galileo-Newton e trasformazioni di Galileo.
Tuttavia le teorie galileiane non si applicavano compiutamente a tutti i campi della fisica, ad esempio non erano valida per l'elettromagnetismo.
Secondo il fisico Leonardo Ricci, la relatività galileiana era già nota prima della sua formulazione, almeno nei principi generali. A sostegno della sua ipotesi, Ricci porta niente meno che Dante. Nel canto XVII dell'Inferno, e precisamenti nei versi 115-117, il Vate scrive:
- "Ella sen va notando lenta lenta;
rota e discende, ma non me n'accorgo
se non che al viso e di sotto mi venta"
In un articolo pubblicato su Nature nel 2005, Ricci ci fa notare come Dante fosse ben consapevole della visione scientifica del mondo suo contemporaneo: senza di essa non avrebbe potuto scrivere la sua opera. Di passaggio, Ricci rileva che fu proprio Galileo, profondo conoscitore della Commedia, a fornire una prima stima del diametro del girone, in circa 60 km. Galilei si basò su due indicazioni precise (verso 9 del canto XXIX e ai versi 86-87 del canto XXX). Aggiunge Ricci:
- «Un fisico contemporaneo può dimostrare che, date queste dimensioni e qualunque sia la velocità, la forza fittizia centrifuga avvertita dal passeggero risulterebbe molto più piccola della forza superficiale dovuta al vento apparente: nessuna forza di questo genere è menzionata nella narrazione. Benché un simile ragionamento vada oltre quelle che erano le conoscenze fisiche del medioevo, Dante aveva tuttavia intuito come il suo moto fosse di fatto rettilineo: egli stesso ne indica la direzione, scomponendo il vettore che descrive il vento apparente nelle due componenti orizzontale ("al viso") e verticale ("di sotto")».
Relatività in Einstein
Con Albert Einstein, la teoria della relatività ebbe un ulteriore sviluppo e oggi si tende ad associare a tale teoria il nome del fisico tedesco, dimenticandosi, spesso, delle radici del problema. La sua teoria, comunque, si compone di due distinti modelli matematici, che passano sotto il nome di:
Relatività ristretta
La Relatività Ristretta fu presentata per prima, nel 1905 da Einstein nel libro "On the Electrodynamics of Moving Bodies" (tr Elettrodinamica dei corpi in movimento), per trovare una spiegazione al fallimento degli esperimenti sulla misura della velocità della Terra rispetto all'etere.
Tale teoria pone due premesse:
- La velocità della luce nel vuoto è costante
- Le leggi della fisica sono le stesse per tutti gli osservatori in moto inerziale.
Relatività generale
Tale teoria venne elaborata da A. Einstein nel 1916 (come serie di letture presso l'Accademia Prussiana delle Scienze il 25 Novembre 1915). C'è un'annosa polemica sulla pubblicazione delle equazioni di campo tra il matematico tedesco David Hilbert ed Einstein: tuttavia documenti ritrovati recentemente attribuiscono con una certa sicurezza il primato ad Einstein. Vedi l'articolo su Hilbert per maggiori dettagli.
Pur dimostrandosi nel tempo estremamente accurata, essendo una teoria classica, nel senso di essere una teoria del continuo, dato che non tiene conto della meccanica quantistica, sviluppata dallo stesso Einstein, essa ha intrinseci i suoi limiti. Tali limiti sono dovuti essenzialmente al trattamento delle singolarità e degli stati della materia in cui le interazioni gravitazionali e quantistiche arrivano ad avere lo stesso ordine di grandezza. Tra le evoluzioni prospettate per tale teoria, le più note ed investigate sono la teoria delle stringhe e la gravitazione quantistica a loop.
Voci correlate
- David Hilbert
- Principio cosmologico
- Principio di relatività
Bibliografia
- Ricci, L., "History of science: Dante's insight into galilean invariance", Nature 434, p. 717 7 aprile 2005
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