Re: velocità della luce

From: Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it>
Date: Fri, 10 Oct 2003 20:38:47 +0200

Paride Perazzolo ha scritto:
> Oggi all'ora di pranzo � saltato fuori un argomento riguardante la
> velocit� della luce in un sistema di riferimento. Un collega affermava
> che se io mi sto muovendo ad una velocit� prossima a quella della luce
> (rispetto ad un sistema di riferimento inerziale (?)) e accendo i fari
> dell'astronave, la luce dei fari si muove rispetto a me alla velocit�
> della luce, contrariamente a quello che mi aspetterei, cio� di vedere
> la luce avanzare "pi� lentamente" di fronte a me. Come si spiega
> questo, in parole semplici se possibile? Per le formule matematiche
> andr� a vedere in qualche testo (dovr� mettermi a studiare comunque
> queste materie). Per ora mi basterebbe una spiegazione "intuitiva"
> (alla Zichichi ;)
Caro mio, non so che cosa saprebbe inventare Z. per risponderti e non
ha nessuna intenzione di provare a imitarlo :)
Il fatto e' che non ci sono "parole semplici" per spiegare questo, ne'
modi piu' o meno "intuitivi". Puoi solo chiedere: e' vero o non e'
vero?
Se e' vero, ne dobbiamo prendere atto e costruire la nostra
comprensione del mondo fisico in accordo con quel fatto.

Naturalmente nessuno ha fatto l'esperimento coi fari dell'astronave,
ma non ce n'e' bisogno.

La Terra gira attorno al Sole a circa 30 km/s, e nessuno e' mai
riuscito a vedere un effetto del moto della Terra sulla propagazione
della luce.

Ancora: questo fatto, che la luce viaggia sempre a velocita' c (nel
vuoto) sta alla base delle leggi dell'elettromagnetismo come noi lo
conosciamo, e su quelle leggi abbiamo costruito un'infinita' di
strumenti e congegni vari.
Alcuni di questi strumenti sono stati messi sulle sonde spaziali, e si
comportano esattamente come sulla Terra.

Di piu': pensa a una stella, che si muove rispetto a noi per es. a 100
km/s. Se in quella stella la luce avesse una velocita' diversa che
sulla Terra, le nostre spiegazioni sulla formazione ed evoluzione
delle stelle non potrebbero funzionare.
Peggio ancora se pensi a galassie che si muovono co velocita' anche
molto maggiori, eppure che le stelle che ci sono in quelle galassie ci
mandano luce on le righe spettrali che riconosciamo come prodotte da
idrogeno, elio, ecc.: gli atomi lassu' sono fatti come qui da noi.
Forse non ti e' evidente, ma se la velocita' della luce fosse diversa,
ne risentirebbe anche la struttura degli atomi.

Percio' nessun dubbio che il fatto e' vero.
Il vero problema e' un altro: sembra un fatto controintuitivo, perche'
siamo abituati a ragionare in un altro modo.
Secondo la nostra abitudine, se un oggetto (un proiettile o la luce)
si muove rispetto a me alla velocita' v, e se io mi muovo rispetto a
un certo sistema di rif. K alla velocita' u, siamo certi che l'oggetto
si muovera' rispetto a K alla velocita' u+v.
Ma che vuol dire che siamo certi?
Puo' voler dire due cose:
a) che ne abbiamo la prova sperimentale
b) che lo sappiamo dimostrare.

Entrambe le cose sono vere, pero'
a) la prova sperimentale e' limitata a velocita' molto piccole
rispetto a c
b) la dimostrazione si basa su *ipotesi*, essenzialmente queste:
spazio assoluto, tempo assoluto.
Se percio' qualche esperimento ci mostrasse che in condizioni
sperimentali diverse, ossia con velocita' vicine a c, la formuletta
u+v non vale, dovremmo prenderne atto, e concludere che qualcuna delle
ipotesi della dimostrazione non e' valida.

Tutto questo discorso mira a un solo scopo: nella cosiddetta "legge
galileiana di composizione delle velocita'" non c'e' niente di
logicamente necessario: puo' essere confermata o smentita dagli
esperimenti, e se accade la seconda cosa (come accade) non ci possiamo
scandalizzare.
Lo diceva lo stesso Galileo: se un esperimento ci da' risultati che
sembrano in contrasto coi nostri ragionamenti, dovremo adattare i
ragionamenti all'esperimento, non viceversa.
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Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
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Received on Fri Oct 10 2003 - 20:38:47 CEST