Re: Richiesta spiegazione (dilatazioni tempi - lampi tra due orologi in moto relativo) LaFisicaNellaScuola

From: Giorgio Bibbiani <giorgiobibbiani_at_TIN.it>
Date: Wed, 27 Jun 2018 16:07:35 +0200

Il 26/06/2018 11.38, CarloStudente ha scritto:
> Se qualcuno ha la possibilità di girarmi l'intero articolo
> mi farebbe un grande regalo.

Volentieri, v.:

https://drive.google.com/open?id=1nbLBLIf2RuwlMz03BIKsCJMNcSa8xLmL

Nota 1: l'articolo è del 1977, quindi la parte sulle verifiche
sperimentali della RR e la bibliografia risultano un po' datate,
come chicca c'è però anche un intervento finale di Elio :-).

Nota 2: immagino che l'articolo sia ancora soggetto a copyright,
se qualcuno dei soggetti interessati dovesse ritenerne
inappropriata la pubblicazione sul web, provvederò immediatamente
a rimuoverlo...

>> Aggiungo che l'affermazione che: "la “dilatazione del tempo” sia
>> dovuta allo scambio di informazioni tra i due orologi in moto
>> relativo effettuato mediante segnali la cui velocità di
>> propagazione è una velocità limite", mi risulta incomprensibile.
> Credo intenda: la “dilatazione del tempo” è dovuta al fatto che lo
> scambio di informazioni avviene attraverso la propagazione di un
> segnale a velocità finita.

Quindi avverrebbe anche se il segnale viaggiasse alla velocità
del suono? ;-) Giuliani ovviamente intendeva che la velocità
del segnale dovesse essere non solo finita, ma in quanto
"velocità limite" anche invariante per cambiamento di
riferimento inerziale, in base al Principio di Relatività.

> Se la velocità dei segnali che portano informazione non fosse finita
> nella fig. 13 le linee d'universo dei lampi di luce sarebbero
> orizzontali, e conseguentemente T=D e K=1 e niente effetto Doppler
> relativistico e nessun effetto "dilatazione del tempo".

La mia obiezione non riguarda la dimostrazione dell'effetto
di "dilatazione del tempo" con il "calcolo K", che è
corretta come suggerita nell'articolo che ho segnalato
(invece secondo me quanto scrive Giuliani è incomprensibile
per chi già non conosca l'argomento, o perlomeno io non lo
capisco...), ma l'affermazione di Giuliani che il fenomeno
sia _dovuto_ alla trasmissione di informazione alla velocità
limite tra 2 riferimenti.

Consideriamo un orologio O' ("buon" orologio, clock
hypothesis se per generalità non vogliamo limitarci
a suoi moti inerziali) e 2 eventi A e B sulla sua
linea di universo, sia Deltat' l'intervallo di tempo
proprio misurato da O' tra A e B, dato un riferimento
inerziale K sia Deltat la differenza tra i tempi
coordinati di A e B, allora si ottiene sempre
Deltat >= Deltat', questo fenomeno si chiama la
dilatazione del tempo e avviene indipendentemente
dalle modalità di scambio di informazioni tra gli
orologi, ad es. in K gli eventi A e B avvengano
in posizioni spaziali Ra e Rb, gli orologi in
Ra e in Rb si possono sincronizzare mettendoli
inizialmente a metà strada tra Ra e Rb,
sincronizzandoli lì, e poi traslandoli in Ra e
in Rb con la stessa velocità (che si può misurare
come quadrivelocità dx^mu / dtau, quindi
indipendentemente dalla scelta di una sincronizzazione
in K), oppure si possono traslare con una velocità
arbitraria ma sufficientemente piccola perché alla
fine si possano ancora considerare sincronizzati,
a questo punto si confrontano i tempi misurati da O'
agli eventi A e B con quelli degli orologi in quiete
in K in Ra e in Rb in corrispondenza a A e B e si
osserva il fenomeno.
Quindi perché si verifichi il fenomeno non _necessita_
alcuno scambio di informazioni alla velocità c.

La causa _fondamentale_ del fenomeno sta nel fatto
che O' e i 2 orologi in K hanno seguito percorsi
spaziotemporali diversi in uno spaziotempo in cui
la metrica è quella di Minkowski, questo punto
_non si può eludere_ perché la metrica dello spaziotempo
è un ente fisico osservabile, sia negli effetti che
esercita sui corpi materiali, sia nella sua stessa
dinamica, come oggi sappiamo per mezzo delle
verifiche sperimentali della RG.
La dimostrazione della dilatazione del tempo in
uno spaziotempo di Minkowski è immediata, e del
tutto generale, indipendente quindi dalle modalità
di scambio di informazioni. Certo volendo si potrebbe
ricordare che uno dei modi per ricavare la struttura
dello spaziotempo di Minkowski richiede di sfruttare
l'invarianza della velocità della luce nel vuoto c,
ma allora in questo senso tale invarianza sta alla
base di _tutti_ i fenomeni della RR, non specificamente
della dilatazione del tempo, e comunque la struttura
dello spaziotempo si potrebbe ricavare a partire da
altri postulati diversi dal 2° (teorema di Ignatowski,
v. anche https://en.wikipedia.org/wiki/Postulates_of_special_relativity),
in ogni caso come scrivevo questa struttura è
un ente fisico osservabile (un riferimento in
caduta libera e non rotante ha localmente la
metrica di Minkowski) quindi è corretto
considerarla un dato di fatto sperimentale.

Ciao

-- 
Giorgio Bibbiani
(mail non letta)
Received on Wed Jun 27 2018 - 16:07:35 CEST

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