Re: relatività della simultaneità in RR: un esempio su facebook

From: Paolo Russo <paolrus_at_libero.it>
Date: Mon, 16 May 2022 19:06:34 +0200

[Bruno Cocciaro:]
> Il 04/05/2022 20:08, Paolo Russo ha scritto:
>> Per cominciare, secondo me il convenzionalismo e` privo di
>> contenuto fisico. Sottolineare la convenzionalita` di una
>> data grandezza fisica (il tempo) non ha contenuto alcuno
>> perche' *tutte* le grandezze fisiche sono definite tramite
>> convenzioni.
>
> Questo è ovvio. È come dire che è convenzionale il nome che si dà a un
> certo concetto.
> Comunque io non direi che "il tempo" sia una grandezza fisica, lo è
> l'intervallo di tempo, ed è, come tutte le grandezze fisiche, *non
> convenzionale*.

Dissento. Tutte le definizioni sono convenzioni, e volendo si
potrebbero cambiare. Semplicemente, tutte le grandezze
fisiche non dipendono da alcuna convenzione... diversa da
quelle impiegate nella loro definizione. Si puo` dire lo
stesso della coordinata temporale definita con la
sincronizzazione alla Einstein: non richiede nessun'altra
convenzione, basta quella.
Non c'e` nessuna differenza oggettiva tra cio` che consideri
convenzionale e molte delle cose che consideri non
convenzionali. E` solo un'opinione.
In altre parole: i convenzionalisti possono anche avere
definito esattamente qualche regoletta arbitraria che
specifichi una soglia di facilita` di ridefinizione in base
alla quale classificare certe entita` usate in fisica come
"convenzionali" a differenza di altre, ma tale regoletta, di
cui sto cominciando a farmi un'idea, e` solo una loro
convenzione arbitraria che non vedo alcun motivo di seguire.
Possiamo concordare sul fatto che tutti gli eventi, compresi
gli esiti delle misure (e le letture degli orologi), non
siano convenzionali, ma la convenzionalita` del resto e`
questione di opinioni.

> Ciò che è convenzionale è la simultaneità di due
> eventi distanti, cioè è convenzionale affermare che proprio adesso
> l'orologio di Parigi sta segnando le ore 20:00.

Non piu' di quanto sia convenzionale affermare che la
differenza di potenziale elettrostatico tra un punto a Roma e
uno a Parigi valga tot volt. Lo zero del potenziale e`
arbitrario; chi ci puo` impedire di fissare due zeri di
riferimento totalmente indipendenti nelle due zone, togliendo
cosi' utilita` al semplice confronto diretto? Proprio come e`
possibile usare, a Roma e a Parigi, due orologi sincronizzati
in maniera totalmente indipendente, togliendo quindi utilita`
al semplice confronto diretto tra i due orologi.
Certo, fissare ovunque lo zero del potenziale all'infinito
da` tanti vantaggi, come da` tanti vantaggi utilizzare un
tempo comune di riferimento usando la sincro standard (ad
esempio poter misurare una velocita` media come delta s /
delta t, giusto per dire il primo che mi viene in mente), ma
se a uno questi vantaggi non interessano, per lui tutte
queste scelte rimangono ugualmente arbitrarie.
Certo, se lo chiedi a me, non capisco proprio a cosa potrebbe
mai servire un potenziale elettrostatico con lo zero fissato
diversamente in punti diversi di uno stesso sistema con cui
si deve lavorare, come non capisco a cosa potrebbe mai
servire una sincronizzazione diversa da quella classica
all'interno di un sistema. Sono tutte complicazioni inutili.
Mi potresti obiettare che una differenza di potenziale e`
misurabile e pertanto non e` convenzionale. Certo, e`
misurabile con una procedura opportuna. Anche una differenza
di tempi tra punti lontani lo e`, con la procedura opportuna
(ovviamente imparentata con la sincro standard).

>> Il convenzionalismo
>> e` solo una complicazione perfettamente inutile e quindi
>> occamisticamente da evitare.
>
> Assolutamente no.
> Il convenzionalismo sta lì a ricordarci cosa *non* ci dice la natura,
> cosa stabiliamo noi arbitrariamente che, quindi, non potrà avere alcun
> contenuto fisico se non quello che gli diamo noi.
> [...] Il punto è che non si può sostenere
> qualcosa avente contenuto fisico sulla base dell'osservazione di
> grandezze convenzionali definite arbitrariamente.

Quel che dici mi e` chiaro. E quel che ti sto dicendo io e`
che non esiste, perche' non puo` esistere, alcun ragionamento
fisico erroneo la cui erroneita` richieda il convenzionalismo
per essere evidenziata. E ti sto dicendo che l'unico esempio
che sei stato in grado di fare e` sbagliato, ed e` sbagliato
perche' il criterio di sensatezza fisica che hai scritto qui
sopra e` scivolosissimo e provoca piu' errori di quelli che
dovrebbe consentire di scoprire.
Per esempio, qualcuno potrebbe ragionare cosi': "La formula
dell'energia cinetica per basse velocita`, Ec = 1/2 mv^2, e`
priva di senso perche' v e` dr/dt, ma dato che
quest'espressione dipende dalla sincronizzazione scelta
(anche negli intorni infinitesimi), il valore di v e`
certamente convenzionale, e come potrebbe una grandezza
fisica vera come l'energia cinetica (misurabile ad esempio
tramite il calore liberato all'impatto del corpo) essere
funzione di una convenzionale?"
Mutatis mutandis, e` piu' o meno lo stesso tipo di errore
concettuale che hai commesso tu in quella critica.

> Io avevo fatto l'esempio per dire che *alcuni* ritengono di poter
> chiudere il discorso sulla base della semplice osservazione che se
> t_B<t_A allora l'evento in A non può essere causa dell'evento in B.
> Cioè alcuni assumono che l'ordinamento temporale (indotto dalla
> sincronizzazione standard) è sempre coincidente con l'ordinamento
> causale.

SE (e ripeto, SE) assumiamo vera la RR, e` vero che t_B<=t_A
implica che A non sia causa di B, ma non per un banale motivo
di ordinamento temporale vs. causale. I non convenzionalisti
non credono certo in un tempo assoluto; la simultaneita` e`
notoriamente relativa, quindi ovviamente tutti capiscono che
in un altro sdri t_B>t_A e quindi l'ordinamento non e`
rilevante di per se'. Semplicemente, t_B<=t_A implica
l'impossibilita` per un segnale relativistico (v<=c, non
retrogrado) di andare da A a B in tempo utile.

Uno puo` anche fare il ragionamento leggermente meno diretto
che ho fatto nel post precedente: t_B=t_A implica cha la
distanza tra A e B sia di tipo spazio, notoriamente non
percorribile da un segnale a v<=c. L'ho scritto perche'
immaginavo che avresti dato piu' peso a un concetto come
"distanza fi tipo spazio", perche' non dipende dal sdr e
immaginavo che l'avresti classificata come "non
convenzionale".
Tuttavia, ragionare in termini di invarianti non e`
obbligatorio, anche se alcuni sembrano trovarlo elegante.
Staremmo freschi se dovessimo ridurci a usare sempre e solo
scalari.
Il principio di relativita` ci dice che le leggi fisiche sono
le stesse in tutti i sdri, pertanto, se ragioniamo in un
singolo, specifico sdri, e se il ragionamento e` corretto, le
relative conclusioni sono valide in assoluto. Non c'e` nessun
bisogno di chiedersi se si sarebbe potuto ragionare e
calcolare allo stesso modo anche in altri sdri, men che meno
con sincronizzazioni diverse da quella standard.
E` noto, per esempio, che nel campo dell'elettromagnetismo in
un riferimento avviene un'induzione e in un altro no ma c'e`
la forza di Lorentz, e facendo i calcoli il risultato finale
e` lo stesso. Nessuno e` tenuto a fare sempre ragionamenti
ultragenerici che funzionino in tutti i sdri, per elegante
che a qualcuno possa sembrare; basta ragionare correttamente
in uno specifico sdri e fidarsi che il PR estenda
automaticamente la validita` delle conclusioni a tutti gli
altri. Serve a quello.

Quindi: qualcuno ha asserito che in un certo, specifico sdri,
usando la sincro standard, t_B<=t_A e quindi non c'e` verso
che un segnale possa essere andato da A a B? Perfetto cosi',
non serve aggiungere altro. Il ragionamento regge benissimo,
e il fatto che in altri sdr o con altre sincronizzazioni ci
sarebbe voluto un ragionamento meno banale e` tanto vero
quanto irrilevante.

Tutto cio` sempre e solo se prendiamo per buona la RR,
ovviamente.

> Tu, diversamente da Einstein, sostieni che la sincronizzazione
> standard non è arbitraria.

Interpreti a modo tuo le parole di Einstein. Guarda che
anch'io, come Einstein, sono convinto che la sincronizzazione
standard sia una convenzione e che se ne potrebbero stabilire
altre al suo posto. Mi pare d'averlo gia scritto. E mi rendo
conto, suppongo come Einstein, che la sincronizzazione
standard presenta oggettivamente vantaggi enormi su qualunque
altra.
La sincronizzazione che di fatto e` sempre stata usata per
secoli prima di Einstein e` quella per trasporto di un
orologio, che in RR risulta incoerente: introduce errori
tanto maggiori quanto maggiore e` la velocita` di trasporto.
E tu credi che Einstein abbia scelto per puro caso l'unica
sincronizzazione coerente che, guarda caso, coincide con il
limite per v->0 del trasporto di un orologio ed e` quindi la
piu' compatibile all'indietro con tutta la fisica precedente,
elettromagnetismo compreso? L'unica che non richiede di
riscrivere tutte le formule da capo a piedi? Se ne sei
davvero convinto, non tentero` di farti cambiare idea perche'
non sono mai stato bravo a dimostrare a qualcuno una cosa per
me ovvia, e` un limite mio; mi limitero` ad aggiungere questa
strana convinzione alla lista dei danni prodotti dal
convenzionalismo.

> Spetta a te dimostrare perché la natura funzionerebbe in
> maniera tale da far sì che l'ordinamento causale è sempre in accordo
> con l'ordinamento temporale indotto dalla sincronizzazione standard.

Questa tua uscita mi ha lasciato perplesso per giorni. La
faccenda della freccia del tempo, come ho gia` scritto, non
e` banalissima; ho gia` scritto che non so se qualcuno sia
riuscito a ricondurre la freccia termodinamica causa->effetto
a principi primi in maniera rigorosa. Una dimostrazione
parziale e non molto rigorosa te l'ho pure gia` accennata.
Poi ho letto uno dei tuoi due articoli che hai linkato, ho
sfogliato l'altro, e forse ho capito cosa intendi. Non mi
stai chiedendo nulla sulla freccia del tempo. Non ti sei mai
nemmeno posto quel problema; nei tuoi articoli parli di cause
ed effetti senza tenerne conto. A me sembra difficile
separare le due cose, soprattutto se non si vuole assumere a
priori l'ordinamento temporale, ma lasciamo perdere, non
voglio mettere altra carne al fuoco.

No, la freccia del tempo non c'entra: quello che realmente mi
stai chiedendo qui sopra e` solo di dimostrare che, in base
alla sincronizzazione standard, per la RR un segnale non
possa andare da un punto a un altro in tempo zero. Mi metti
in imbarazzo. Di certo non devo spiegarti che nella sincro
standard, scelta proprio per non buttare via la fisica
precedente, la velocita` e` definita come spazio diviso
tempo, che tempo zero significa velocita` infinita e che in
RR esiste una velocita` limite.
Quello che stai chiedendo e` una tale banalita` che stento a
capacitarmene. La sola parte forse un filo meno banale e` la
dimostrazione che in RR non sono possibili velocita`
superluminali, ma e` anche questa una cosa nota, talmente
nota in effetti che la sanno perfino quelli che la RR non
l'hanno mai studiata. Magari non sanno esattamente tutti i
motivi per cui la RR escluda ragionevolmente le v>c (ce n'e`
piu' d'uno), ma che le escluda lo sanno. Ti ho anche gia`
fornito una dimostrazione (ci torno tra poco).
Non credo possibile che tu abbia studiato la RR da un testo
che non parlasse di velocita` limite, di coni di luce, di
distanze di tipo spazio e di tipo tempo, di cono del futuro e
del passato e di perche' queste cose vengano chiamate cosi'.
No, suppongo invece che i convenzionalisti imparino queste
cose e poi le disimparino a colpi di convenzionalismo,
convincendosi che si tratti in realta` di concetti
profondissimi finora trattati troppo superficialmente e
quindi ancora tutti da ridimostrare o giu' di li' e che se
qualcuno in un articolo li da` per assodati sbaglia. Mi
dispiace ma e` davvero, totalmente, un problema vostro.
Comunque, grazie per la domanda. La mia lista delle
conseguenze nefaste del convenzionalismo si sta allungando in
maniera illuminante e inquietante.

> Il completamento di cui sopra, cioè la dimostrazione del paradosso del
> nonno, emendata dall'errore di "basso livello" di cui si diceva, si
> avrà con Moeller nel 1955. In realtà Moeller riporta una dimostrazione
> più sottile del semplice completamento che probabilmente aveva in
> testa Einstein. In genere i testi riportano il paradosso del nonno
> secondo la forma di questo completamento semplice. La dimostrazione
> sottile (e più profonda) di Moeller l'ho vista solo nel suo testo.

E un'altra dimostrazione piu' semplice, senza neppure formule
perche' mi sembravano troppo banali o arcinote perche'
valesse la pena scriverle, l'hai trovata nel mio post
precedente: "Il problema, com'e` noto, e` che una v>c in un
riferimento diventa una v>c indietro nel tempo in un altro
riferimento. Questo non sarebbe un problema se queste
velocita` superluminali fossero possibili in un unico
riferimento privilegiato, ma nell'ambito della RR esiste il
PR che dice che le leggi fisiche sono uguali in tutti i sdr,
pertanto, se e` possibile causare un moto a v>c in un
qualsivoglia riferimento, e di conseguenza esiste un altro
sdr dove viene causato un moto retrogrado, deve anche essere
possibile causare un moto retrogrado in qualsiasi
riferimento, e con due moti di questo tipo si puo` chiudere
l'anello temporale."

> Arriviamo quindi finalmente al punto conclusivo [...]
> Abbiamo finalmente capito cosa avrebbe di speciale la sincronizzazione
> standard: essa dà luogo a un ordinamento temporale che coincide sempre
> con l'ordinameno causale.

E` solo *una* delle sue proprieta`.

> Poi i convenzionalisti potranno anche dire (in effetti dicono) che non
> è mica solo la sincronizzazione standard a dare un ordinamento
> temporale coincidente con l'ordinamento causale, esistono infinite
> altre sincronizzazioni non standard che godono della stessa proprietà,

Ma non delle altre.

> È possibile che, se non avessi affrontato quello studio con la
> coscienza di essere in un terreno minato, avrei potuto non individuare
> il baco che si insidia nella dimostrazione di Moeller, cioè avrei
> potuto non individuare che in quella dimostrazione (e nelle
> dimostrazioni più semplici ma meno profonde) c'è l'implicita
> assunzione del principio di relatività in una forma che non può essere
> considerata corretta perché non è la forma (corretta) data da Galileo.
> È una forma che manca del fondamentale "riserratevi sotto coverta" che
> Elio, anni prima, mi aveva fatto notare essere punto essenziale
> opportunamente sottolineato da Galileo.
> [...]
> So che quanto dici qua gode di pressoché totale consenso nella
> letteratura scientifica. Cioè viene considerata corretta la
> dimostrazione di Moeller di cui parlavo sopra.
> Ma io dissento. Quello che citavo sopra, insieme a Physics Essays 26
> 531��"547 (2013) https://arxiv.org/abs/1209.3685, sono due lavori che
> hanno come principale scopo proprio la confutazione di quanto dici. Io
> sostengo che la RR *non* impone la restrizione che dici.

Letto. Mi dispiace, non mi convince.
Che per rendere coerenti degli ipotetici segnali a v>c sia
necessario ambientarli in un riferimento privilegiato mi pare
un'idea abbastanza scontata, tant'e` che l'avevo gia` scritta
io nel mio post precedente, quando non avevo ancora letto il
tuo articolo che hai citato in risposta.
La tua tesi e` originale solo nella parte in cui sostiene che
tale riferimento privilegiato non vada contro il PR, ma e`
anche la parte che non mi convince affatto.

Il significato fisico del PR e` che le leggi fisiche operanti
all'interno di un sistema sono le stesse in qualunque sdri.
"Sotto coverta" significa solo che eventuali interazioni con
l'esterno devono essere trascurabili, ma significa anche che
se ci sono queste interazioni con l'esterno, a livello
teorico non c'e` problema: basta allargare il sistema fino a
farle diventare interne. La cabina di una nave risente della
gravita` della Terra? Poco male: considera il sistema
complessivo nave+Terra, verifica che le leggi fisiche
rimangano le stesse a prescindere dallo stato di moto e
orientazione dell'intero sistema (Terra compresa), ed e`
tutto risolto. La CBR introduce un'asimmetria? La includi nel
sistema e torna tutto a posto.

Se consideri il tuo etere tachionico non una proprieta` dello
spazio ma un oggetto che si trova li' per caso, e quindi i
suoi effetti sono un'influenza esterna, poco male: includilo
nel sistema, dimostra che quel che accade non dipende dallo
stato di moto dell'intero sistema (etere tachionico compreso)
e hai dimostrato la compatibilita` con il PR. Non mi sembra
che tu abbia neppure cominciato a farlo. Non mi pare d'aver
visto nel tuo articolo un tentativo di ipotesi di etere
movibile e funzionante con leggi interne Lorentz-compatibili,
anche perche' creerebbero, temo, qualche problemino
concettuale del tipo effetti retroattivi e forse anche
paradosso del nonno (che ad esempio avresti con due pezzi di
etere in moto reciproco). Poi avresti anche il problema che,
se quell'etere serve a spiegare l'entanglement, non puoi
usare la MQ per i tuoi tachioni perche' la MQ spiega gia`
l'entanglement senza tachioni, quindi ti ritrovi a ipotizzare
particelle senza una teoria per gestirle. Devi quindi anche
rifarti una MQ nuova di pacca, probabilmente molto piu'
complessa di quella attuale. Ci sarebbe poi anche il
problemino dell'energia cinetica dei tachioni, che non puo`
rispettare la formula della RR...
E se invece ipotizzi un etere che e` presente e uguale
ovunque e per qualche motivo concettuale non e` includibile
in un sistema, allora ipso facto non e` un oggetto: e` una
proprieta` dell'universo, come tale viola il PR e il discorso
si chiude li'.

Quindi, se vuoi dimostrare la compatibilita` di un etere
tachionico con il PR, temo che il lavoro che dovresti fare
non consista in ardite e imho poco convincenti
reinterpretazioni delle parole di gente che non si era mai
neppure sognata di porsi un problema del genere, ma nel
buttar giu' qualche formula e soprattutto risolvere quei
problemini concettuali.

Intendiamoci, non dico che sia il caso di farlo, questo
lavoro. Francamente non capisco il senso di tutto questo.
L'unica questione interessante e` se esista un etere
tachionico. Per me non c'e` motivo di ipotizzarlo (ci torno
dopo), ma se qualcuno lo vuole ipotizzare, faccia pure.
Naturalmente fino a prova contraria va contro la RR, ma
perche' te ne fai un problema? Perche' destini paginate a
cercare di negarlo? Mica nessuno ha mai proibito di
ipotizzare cose che vadano oltre e parzialmente contro le
teorie attuali. Pensi che negare l'incompatibilita` possa
rendere l'ipotesi piu' credibile? Certamente non per me, non
mi fa proprio nessuna differenza; anzi, piu' complichi
l'etere per compatibilizzarlo, peggio e`.

Ad ogni modo, mi pare assurdo chiamare "errore" il fatto che
i fisici ragionino in ambito RR senza tenere conto della
possibilita` di improbabili eteri tachionici RR-compatibili.
Se pensi che sia possibile ipotizzarne uno, fallo tu e, dopo
che ci sarai riuscito, gli altri ne terranno conto e se non
lo faranno potrai cominciare a dire che sbagliano. Non mi
pare corretto ritenere erroneo il non considerare una ricerca
che di fatto non esiste ancora. Mi pare un tentativo
ingiustificato di invertire l'onere della prova. La scienza
funziona con prove ragionevoli; le certezze matematiche si
possono trovare solo nei teoremi interni alle teorie, i cui
postulati sono pero` sorretti solo da prove ragionevoli.
Della RR stessa abbiamo solo prove ragionevoli. Abbiamo
quindi svariati argomenti non matematici ma ragionevoli sulla
non esistenza di velocita` fisiche superluminali. A questo
punto, per il metodo scientifico, l'onere di fornire
argomenti contrari almeno altrettanto solidi spetta a chi non
e` d'accordo.

Oltretutto, da che pulpito? Tu stesso nei tuoi scritti ignori
studi teorici non ipotetici e futuribili ma gia` fatti da
piu' di sessant'anni. Lo fai quando scrivi che l'etere
tachionico va doverosamente preso in attenta considerazione
in quanto consentirebbe di non abbandonare il realismo
locale. Lo scrivi in un modo che lascia intendere che non
esistano alternative. E l'interpretazione a universi
paralleli dove l'hai lasciata? In base a
quest'interpretazione il collasso del vettore di stato di
qualunque sistema (compreso quello di un sistema intrecciato
come nell'esperimento di Aspect) non e` istantaneo perche'
non avviene proprio. La correlazione tra le misure viene
quindi tranquillamente spiegata senza nessuna comunicazione
diretta tra i sottosistemi oggetto di misura. Se ti chiedi
come sia possibile, vedi ad esempio:
<https://www.hedweb.com/everett/everett.htm#epr>
Se hai dubbi chiedi pure, conosco discretamente la materia.
Per questo trovo inutile fare complicati castelli in aria per
spiegare qualcosa di cui abbiamo gia` a disposizione una
spiegazione semplicissima da piu' di mezzo secolo.
Ora, capisco che a molta gente la MWI non piaccia neanche un
po', ma scrivere articoli ragionando come se la ricerca di
Everett non fosse mai esistita mi pare francamente eccessivo.
Non so a quando risalga l'intervista a Bell che citi nel tuo
articolo, ma il tuo articolo e` del 2012 e la MWI esiste dal
1957. Vogliamo cominciare a prenderne atto, un po' alla
volta?

> Però, ho già scritto troppo, inoltre non saprei dire se tu riterresti
> chiusi i punti precedenti (quelli sulla convenzionalità della
> simultaneità), né se avresti voglia di ascoltare la mia posizione
> riguardo questo nuovo capitolo.
>
> Quindi direi che, almeno per ora, sia meglio che chiuda qua,
> ringraziando nuovamente sia te che gli eventuali lettori arrivati fin
> qui.

Onestamente trovo sempre piu' difficile trovare il tempo per
le discussioni, specie quelle lunghette come questa. Mi ci
vogliono ore e ore per rispondere a un post. Anche per me
andrebbe bene chiudere qui, anche perche' mi sembra che le
nostre posizioni siano ormai piuttosto chiare a entrambi (non
credo siano in molti a leggerci), ma vedi tu.

Ciao
Paolo Russo
Received on Mon May 16 2022 - 19:06:34 CEST

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