Categorie: Relatività Spazio-Tempo
Tags: realtà fisica relatività ristretta sistemi di riferimento
Scritto da: Vincenzo Zappalà
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La realtà fisica */***************…..
Pensiamoci un po’ sopra, senza entrare nel campo della psiche, della filosofia, della meccanica quantistica, se no non ne usciremmo vivi. Questo articolo è un qualcosa in divenire. Io do lo spunto (soggettivo) iniziale e poi tocca a voi farlo crescere e renderlo sempre più condivisibile dalla maggioranza dei lettori. Avanti, costruiamolo insieme… penso sarà utile a tutti!
Che cos’è la realtà fisica? Sembra facile rispondere, ma dovunque andiate a cercare troverete un descrizione diversa. La realtà dovrebbe rappresentare il massimo dell’oggettività. In altre parole, la realtà fisica dovrebbe essere uguale per tutti. E già ci troviamo di fronte a un paradosso enorme: non sappiamo definire ciò che dovremmo considerare come un qualcosa di unico e uguale per tutti. Come inizio è veramente disastroso…
D’altra parte, se accettassimo un qualcosa di uguale per tutti ammetteremmo immediatamente l’esistenza di un sistema assoluto. Cosa che sappiamo bene non esistere. L’unico modo per “vedere” e studiare questo tipo di realtà sarebbe quello di non farne parte, ossia di osservare l’universo dal di fuori. Fantastico, ma impossibile! Ne segue che la realtà deve essere definita all’interno di essa, con tutti i problemi “soggettivi” che ne derivano.
La realtà è tutto ciò che ci circonda e da cui possiamo ricevere informazioni? Può essere un punto d’inizio. Il che comporta, però, un cambiamento continuo da luogo a luogo e da istante a istante. Ciò che osserviamo noi dalla Terra è ben diverso da ciò che si osserverebbe da un punto dell’universo con una sfera di Hubble senza nessun oggetto in comune con la nostra. Le due realtà si assomiglierebbero (forse), ma non sarebbero uguali.
Una realtà comoda, ma estremamente soggettiva…
La realtà deve essere, allora, tutto ciò che esiste, indipendentemente dal sistema di riferimento che la sta osservando. Il che presuppone, però, che mai e poi mai potremmo conoscere la realtà.
Accettiamo questo limite “soggettivo” e occupiamoci solo della realtà che riusciamo a vedere (o sentire o quello che sarà). Immediatamente sorge il dubbio su ciò che è reale e ciò che è apparente o illusorio.
Consideriamo un oggetto con una forma ben definita. Lo stesso oggetto, se visto da osservatori diversi, assume una forma diversa. Tuttavia, se riuscissimo a misurarlo, la sua forma sarebbe indipendente da ciò che gli osservatori stanno vedendo. Potremmo, perciò, definire l’oggetto in modo univoco e accettare che ogni osservatore ne ha avuto una visione apparente. Apparente sì, ma, comunque reale, dato che è in perfetto accordo con la forma “oggettiva” dell’oggetto. Un’apparenza perfettamente reale.
Le cose però si complicano quando entra in ballo la velocità della luce. Ciò che noi vediamo in un dato istante è la realtà? Assolutamente no, dato che ogni oggetto si riferisce a un tempo diverso della sua esistenza. L’universo che vediamo (a parte la mancanza della dimensione radiale) è un mix di spazio e di tempo, del tutto illusorio. Una specie di album di figurine ognuna delle quali si riferisce a una realtà temporale diversa. Non potremo mai osservare la realtà dell’Universo di oggi!
La luce è, comunque, ancora più subdola… nel caso di oggetti che viaggiano a velocità molto alte, vedremmo cose apparentemente impossibili, grazie al ritardo con cui la luce giunge a noi (vedi rotazione di Lampa-Penrose-Terrell). Siamo di fronte a vere e proprie illusioni ottiche, al pari di due binari che pur essendo paralleli si incontrano all’infinito.
Ragionandoci sopra, però, siamo ancora in grado di “ricostruire” la realtà reale partendo da quella apparente. Possiamo, in qualche modo, escludere dalla realtà osservata quei fenomeni che ce la rendono apparentemente deformata. Potremmo anche ricostruire l’universo di oggi, fidandoci pienamente delle leggi che descrivono l’evoluzione dei corpi celesti, il loro moto e quello più generale dell’universo (siamo ancora ben lontani dal poterlo fare…).
Pur non avendo ancora risolto assolutamente niente, cerchiamo di scendere più nel particolare, tenendo conto che siamo di fronte a uno spaziotempo e non a uno spazio e a un tempo.
Facciamo un esempio banalissimo: ho in mano una penna. Dopo un tempo infinitesimo la penna che ho in mano è la stessa penna di prima o un oggetto completamente diverso?
Finora abbiamo definito un oggetto sfruttando le sue tre coordinate spaziali. In altre parole un oggetto è stato definito da PUNTI. Se consideriamo la penna all’interno dello spaziotempo, per poterla definire, dobbiamo introdurre degli EVENTI al posto dei punti, ossia aggiungere la coordinata tempo. In queste condizioni non posso che concludere che la penna che tengo in mano è sempre un oggetto diverso, dato che gli eventi che la definiscono sono cambiati (in particolare la coordinata tempo).
Da qui alla relatività ristretta il passo è breve…
Consideriamo pure la mia penna in funzione del tempo. La sua forma non cambia, ma cambia la coordinata tempo. Il diagramma di Minkowski ci permette di disegnare facilmente (dando allo spazio una sola dimensione) l’insieme di tutti gli eventi che definiscono la mia penna per un certo intervallo di tempo (Fig. 1). In altre parole, possiamo disegnare la striscia di universo della penna (striscia azzurra), così come abbiamo descritto molte volte la linea di universo di un punto.
Se tagliamo la nostra striscia con linee parallele all’asse dello spazio (s) troveremo penne sempre diverse, ma con la stessa forma (in questo caso basta chiamarla lunghezza). La serie continua di penne ha come peculiarità quella di avere tutti i suoi punti con la stessa coordinata tempo. Gli eventi che compongono la mia penna sono simultanei. Passando da una penna a quella successiva, le coordinate spaziali si mantengono, cambia quella temporale, ma in modo uguale per tutti i punti della penna. Questa visione può essere considerata una realtà dello spaziotempo. Penso che nessuno abbia qualcosa da obiettare…
Adesso, non ci resta che tagliare la striscia di Universo con una retta inclinata rispetto all’asse s. Cosa vuol dire? Cambiare sistema di riferimento, ossia porci in un sistema che si muove rispetto al primo con una certa velocità v. La penna disegna un tratto obliquo che appare, a prima vista più lungo di quello precedente. Ma ciò non è vero, dato che l’invarianza delle lunghezze segue la famosa iperbole di calibrazione. La nuova penna è decisamente più corta, ma, soprattutto, è composta da eventi ben diversi da quelli di prima, anche se appartenenti allo stesso insieme di eventi (striscia di universo). La penna risulta un oggetto diverso che vede cambiare sia le coordinate spaziali sia quelle temporali. La simultaneità non esiste più nel sistema di riferimento iniziale, ma si è trasferita nel nuovo sistema di riferimento. L’osservatore di prima non può che concludere che la penna è un oggetto diverso ma reale, così come era reale quella ferma che teneva in mano. E’ una penna apparente o una penna reale? Sembrerebbe reale a tutti gli effetti!
Sarebbe facile dire che la lunghezza propria non è cambiata. Ma per poterlo dire dovremmo trasferirci nel nuovo sistema di riferimento che vede una penna diversa (anche se di pari lunghezza) rispetto a quella iniziale che tenevo in mano (sono cambiati gli eventi che la compongono). Dato che i sistemi di riferimento hanno tutti lo stesso valore, l’oggetto penna in movimento deve essere considerato un oggetto reale per chi la osserva dal sistema (s,t) o da qualsiasi altro sistema. Ogni sistema ha la sua penna!
La realtà fisica è quella che si osserva solo nel sistema proprio? Ma, allora, per potere osservare l’intera realtà dovremmo essere in tutti i sistemi propri che ci circondano. Cosa impossibile e quindi bisogna accettare come realtà anche quella osservata in sistemi in movimento. La vera realtà è l’invariate relativistico o è un tubo di universo che viene visto da un osservatore supposto in quiete?
Lasciatemi dire che la dilatazione/contrazione del tempo e dello spazio, pur essendo spesso definiti come effetti “prospettici”, rappresentano invece effetti del tutto reali, come dimostrato in molti casi (che tratteremo adeguatamente) e sono in grado di causare fenomeni fisici diversi da quelli della fisica classica.
Feynman diceva nelle sue famose lezioni: "La carica di una particella è una quantità invariante, indipendente dal sistema di riferimento. Ciò implica che in qualsiasi sistema di riferimento la densità di carica di un insieme di elettroni è proporzionale al numero di elettroni per unità di volume. Dobbiamo, perciò, stare bene attenti al fatto che il volume possa cambiare a causa della contrazione relativistica delle distanze. Si è trovato che si ottiene lo stesso risultato se si analizza il moto di una particella che si muove lungo un filo, sia in un sistema solidale con il filo sia in un sistema solidale con la particella. Nel primo caso si ottiene, però, una forza che è puramente “magnetica”, nel secondo una puramente “elettrica”. Elettricità e magnetismo sono due parti di un singolo fenomeno fisico: l’interazione elettromagnetica tra particelle. La differenza tra magnetismo e elettricità dipende dal sistema scelto per la descrizione del fenomeno. L’elettromagnetismo completo è un invariante, ma può manifestarsi nei due aspetti in perfetto accordo con la relatività di Einstein.”
In parole molto più semplici: le forze magnetiche sono causate dalla contrazione relativistica quando gli elettroni si muovono rispetto ai nuclei atomici. Se non è realtà fisica questa… (per non parlare del muone!).
Direi che c’è abbastanza materiale per iniziare a discutere e a costruire un qualcosa di più generale e condiviso. Adesso tocca a voi aggiungere, correggere, tagliare, modificare… sempre che ci sia un accordo “maggioritario”, il più oggettivo possibile. Ovviamente, anch’io posso dire la mia…
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Credo che quello che chiamiamo realtà,abbia un valore soggettivo intriseco,perchè costruisce qualcosa di unico.Ognuno non divide la realtà che stà vivendo con altri,al massimo la estende.È probabile che l'insieme delle realta che coprono un determinato spaziotempo,sia parte di qualche cosa di superiore,di qualcosa di più complesso,come per i numeri.Quello che noi come individui siamo,non è altro che la somma di eventi interni ed esterni al nostro corpo,percepiti in uno spaziotempo preciso.Il nostro cervello non è il direttore d'orchestra di un monoblocco,ma il mediatore tra quello che esprime dentro e quello che riceve ed esprime fuori.Non siamo assolutamente in grado di guardarela realtà,in maniera oggettiva,perché come dice Enzo,non possiamo vederla dal di dentro.È come se una cellula volesse contemplare il nostro corpo,non ci riuscirebbe.Ma noi fino ad un certo punto si.Dobbiamo cercare ciò che è comune e ricorrente.Tutto apparentemente sembra circolare,nel senso di ricorrente e di complessità immanente.E' sempre la stessa immagine che circola,contenute in matriosche.
Avrò una mente limitata e non mi vergogno ad ammetterlo, ma non riesco ad abbandonare la convinzione che un oggetto abbia una sua realtà fisica e che tale realtà sia apprezzabile solo quando si è 'a contatto' con esso, scusate la rozzezza del termine, ma non ne trovo altri che rendano l'idea.
Provo a spiegarmi (?) meglio. In questo momento sto osservando l'ombrellone davanti al mio, entrambi siamo sullo stesso sistema di riferimento (Terra) e ci muoviamo alla stessa velocità relativa (siamo fermi uno rispetto all'altro), ma quello che io sto osservando non è altro che lo stato dell'ombrellone com'era una infinitesima frazione di secondo fa, ovvero il tempo che la luce impiega a percorrere tre metri. L'unico modo per cogliere la realtà fisica di quell'ombrellone in un dato momento è alzarmi e andare a toccarlo. Il contatto annulla la distanza e il tempo necessario alla luce per portare l'informazione (evitiamo di considerare il tempo che serve alle terminazioni nervose degli organi tatto per far arrivare l'informazione al cervello).
Preferisco evitare brutte figure andando a toccarlo, tanto la mia curiosità sulla realtà fisica dell'ombrellone è soddisfatta dall'informazione che mi arriva ed è sufficiente a farmi un'idea sufficientemente approssimata, anche se non precisa al 100%.
L'esempio sarà stupido e banale, ma non ci vedo una differenza sostanziale rispetto a ciò che accadrebbe se osservassi una galassia lontana o una corda legata tra due razzi in moto relativistico: la galassia e la corda hanno una loro realtà fisica che, a seconda della distanza e del moto relativo, appare più o meno "distorta" (ri-scusatemi per il termine poco scientifico) all'osservatore, ma tale rimane e l'osservatore non può fare altro che applicare le leggi fisiche che conosce per cercare di ricostruirne una visione che sia il più fedele possibile, ma certamente non esatta.
Visione (reale per l'osservatore, in quanto la vede) che sarà tanto più fedele alla realtà fisica dell'oggetto osservato quanto più precise saranno le leggi fisiche alle quali si affida per ricostruirla (vedi dubbi sull'accelerazione dell'espansione dell'universo introdotti dagli studi sulle supernove Ia). Ma questo è lecito e fa parte della storia del faticoso progresso scientifico.
Quel che non trovo lecito, invece, è creare ipotesi ad'OK (come direbbe Pautasso) per dare spiegazioni "logiche" a ciò che non si riesce a capire semplicemente perchè ancora non si hanno gli strumenti tecnologici o le teorie scientifiche adatte per farlo. O meglio... è certamente lecito, ma non è Scienza, al massimo è un giochino enigmistico, di tutto rispetto perchè anch'esso serve a tenere in allenamento il cervello in modo da averlo pronto quando serve per cose più importanti, ma, per come la vedo io, sempre di gioco logico, e non di interpretazione della realtà, si tratta.
Per come è stato impostato l'articolo, preferisco non rispondere soggettivamente punto a punto, ma lasciare che il contenitore si riempa di commenti, proposte, critiche, ecc. Poi vedremmo di trarne le fila.
Tuttavia, decidere se la contrazione relativistica è qualcosa di reale è estremamente importante sotto vari aspetti puramente fisici. L'esempio di Feynman è a dir poco mostruoso... D'altra parte se il volume si contrae e le cariche sono sempre le stesse qualcosa deve accadere e... accade...
"Decidere"... è questo il problema. Lo stesso Feynmam affermava che il cestino della carta straccia è il più grande alleato del fisico teorico perchè e li che finiscono tutte le idee che non trovano riscontro nella realtà osservativa.
Finchè non riusciremo a portare un oggetto macroscopico a velocità relativistiche, ognuno di noi potrà dare un'interpretazione sulla realtà o meno della sua contrazione, come hanno fatto fior di scienziati fino ad oggi, ognuno portando motivazioni perfettamente logiche... la logica è un grande alleato della conoscenza, ma non dimentichiamoci che Aristotele si affidava solo ad essa e solo le osservazioni hanno tolto la Terra dal centro dell'universo.
Ben vengano le discussioni sulla realtà degli effetti relativistici, ma solo se possono essere di stimolo a cercare di capire, con umiltà, quella meraviglia della RR. Qualunque altro obiettivo rischia di trascinarci in discussioni tipicamente "forumistiche", tanto lontane dallo spirito di questo Circolo.
per una volta mi trovo d accordo perfettamente con te Daniela, anzi mi hai anticipato. Comincio ad avere grossi dubbi sul fatto che oggetti rigidi macroscopici possano raggiungere realmente velocità relativistiche. Resta la realtà fisica del muone e l esperimento di H.F. Per i gemelli.
C'è una realtà vicina percepibile,quello che una persona vede/sente.Un'altra è l'interpretazione percepita.Ma poi la reltà oltre il singolo individuo,quello che succede in un preciso momento nell'Universo/universi e anche a Vattelapesca? Già il fatto che si riesca a calibrare con difficoltà il nostro pensiero,rispetto alle provocazioni di Enzo è a mio parere una oggettiva impossibilità di abbracciarla,anche quella più vicina.Forse se il mondo si ferma un attimo...
Cari amici,
da come ho scritto sembra che io sia un feroce sostenitore di un certo tipo di realtà. In ... realtà (o qualcosa del genere) non so proprio quale sia la sua vera essenza, soprattutto non facendo entrare in ballo la MQ. Non credo, Dany, che si rischi una "forumata", anche perché sono molto attento al tipo di risposte che vengono date. Magari ne toglierò qualcuna se ci portasse verso visioni prive di logica e di senso (chiedendo scusa).
Il passaggio da microcosmo a macrocosmo, mi ricorda molto la MQ... anche lei, in fondo, ha un problema analogo... Però, diciamo spesso che se il macrocosmo è formato da tanti microcosmi, in qualche modo il macrocosmo deve esserne influenzato. Forse vale qualcosa del genere anche per la RR. Non riusciremo mai a portare il macro a velocità prossime a quelle della luce, ma il macro è composto da tanti micro che possono riuscirci. Penso, ad esempio, ai getti galattici: sono enormi, ma composti da infiniti micro particelle che arrivano quasi a c. Tuttavia, saremo mai capaci di vedere le cose dal sistema del getto?
Starburst,supernove,e gettiti galattici.Fenomeni complessi e giganteschi dove il macro si tramuta in micro liberando i mattoni della materia dalla schiavitù delle forze che li imprigionano.Poi la misteriosa molla ricomincia a schiacciarsi di nuovo in altri spazi e forme,come nel nostro microcosmo,dove la vita risorge,simile ma mai uguale.Una nave o un sottomarino da centomila tonnellate per farli correre più forte sull'acqua o nell'acqua,hanno bisogno di un'energia geometricamente più grande,come pure i grandi aerei,ma se costruiamo oggetti più piccoli a parità di energia...certo lo spazio è altra cosa,ma è un fatto che concettualmente il meccanismo gli assomiglia.
Come suggerisce Enzo, eviterò di parlare dello sconcertante realismo delle architetture che erigiamo nei sogni, delle incastellature filosofiche che si sono avvicendate nei secoli sulla domanda di cosa sia reale e cosa sia illusorio e, men che meno, della fluttuante, elusiva logica degli eventi quantistici.
Mi soffermerò solo sui fenomeni fisici che, facili da descrivere nelle loro manifestazioni tangibili, lo sono molto meno per quanto riguarda la spiegazione delle cause che li originano. Perché la correlazione causa effetto, resta uno dei più insidiosi e velenosi territori in cui, da sempre, la mente umana ha osato avventurarsi.
Il fenomeno tangibile, ripetibile, misurabile e concreto è falsamente “semplice”. Sovente è la composizione di più cause a generarlo, sembra una certezza ma è solo una probabilità o anche meno, talvolta qualcosa di totalmente imprevedibile.
La mente umana ama gli schemi e le relazioni, bastano pochi punti per mettere insieme una figura (pensate alle costellazioni) e si affeziona terribilmente a tutte le teorie che riescono a stivare significati e predizioni in un “modello”. Salvo poi ripudiare quel modello per uno più robusto, che magari include il precedente evitandone i fallimenti, ampliando l'orizzonte, insomma funzionando meglio. Ma la spiegazione della realtà fornita dal modello, anche quello più progredito, può essere molto diversa dalla vera spiegazione che, al suo apparire, viene sempre vista come eresia rivoluzionaria. Non sto a fare esempi superflui.
Il problema di fondo è che non stiamo progettando la realtà, ma la stiamo esplorando con una sequenza interminabile di tentativi, aggiustamenti e sopratutto, pregiudizi.
La nostra capacità di creare catene causali affidabili è statisticamente insignificante. Non è insolito che a due fenomeni, che si presentano regolarmente concomitanti, vengano attribuiti i ruoli di causa e di effetto. Nella “realtà” invece esiste, molto frequentemente, un terzo fenomeno che è l'origine dei primi due. E quei due, che abbiamo concatenato, sono assolutamente indipendenti tra loro. Eppure, fino ad un certo punto, la nostra fallace spiegazione appare logica e coerente.
Allora di cosa possiamo essere certi? Quasi di nulla... Purtroppo la seconda cosa che la mente umana adora, subito dopo inventarsi regole e schemi, è fare previsioni. Diciamo la verità, le regole e gli schemi sono proprio funzionali a soddisfare la smania delle previsioni. La realtà futura, quello che potrà succedere in base ai ragionamenti del modello è il vero Graal.
Basterebbe aspettare, con un po' di pazienza, e il tempo ci consegnerebbe la risposta certa. Ma ci piace un sacco saperla in anticipo. E allora, giù con le teorie le ipotesi, i modelli e le proiezioni.
E' vero che il muone precipitando a velocità c invecchia lentamente? Per certi muoni pare proprio che sia così... La spiegazione è estremamente convincente, non solo suggestiva, e i conti tornano sempre, da qualunque lato si esamini il fenomeno. E per tutti gli altri muoni, che pochi non sono? Se vediamo le cose sotto una luce individuale possiamo parlare solo di probabilità. Il passaggio della atmosfera implica uno scambio di energia tra le particelle che la attraversano e la materia che incontrano lungo il percorso. Come vivono questo scambio i singoli muoni? Qualcuno cade durante l'assalto mentre i superstiti giungono a conquistare la posizione obiettivo? Esistono tra i muoni, come tra gli uomini, individui fortunati e sfortunati? Il muone che ha vissuto più a lungo lo deve esclusivamente al meccanismo della dilatazione del tempo? Chiedo scusa per queste domande tipo Kazzinger, la mia ignoranza, come vedete, è immensa, ma non ancora infinita.
Cercando di concludere come mi è possibile: la realtà è una entità perversa e sfuggente, spesso camaleontica, e i nostri sensi limitati, anche quello più consolatorio del tatto, invocato da Daniela, non ci aiutano molto a ingabbiarla. Pensandoci, tutte le cose che sono state scoperte e “provvisoriamente spiegate” negli ultimi tempi, hanno richiesto per la loro rivelazione la creazione di vere e proprie protesi sensoriali artificiali, senza le quali sarebbero rimaste per sempre inaccessibili. Se la tecnologia non ci avesse regalato orecchie più sensibili e occhi più acuti per vedere le cose più minuscole e quelle più lontane, per sentire il canto delle stelle e il mormorio degli atomi, saremmo rimasti, ciechi e sordi, a fantasticare nell'oscurità della nostra caverna.
bellissime analisi... ma si sconfina quasi sempre in una visione della realtà che è legata strettamente alla decisione umana... Possibile che non si riesca a definire la realtà senza introdurre questo perverso abitante del cosmo? E' dura non fare intervenire la MQ, ma anch'essa viaggia sempre in bilico tra soggettività dell'osservatore (ma chi è l'osservatore?) e una sua realtà indipendente del tutto incompresa o quasi. Sicuramente, però, il micro conosce la RR, come Feynman ha dimostrato, e ne fa un uso pratico...Ne segue, o almeno potrebbe seguirne, che il macro ne venga profondamente influenzato pur senza accorgersene...
Come si fa a prescindere dall'osservatore, chiunque o qualunque cosa esso sia?
La stessa velocità, grandezza fisica che caratterizza ogni corpo, non è definibile in assoluto, ma solo rispetto ad un determinato sistema di riferimento (osservatore?)...
Forse la realtà è l'insieme di tutte le configurazioni di tutti gli atomi che compongono l'Universo in un determinato istante di tempo cosmico? Può darsi... ma tale informazione, se fosse accessibile (che Heisenberg mi perdoni!), avrebbe realmente un interesse pratico e non solo filosofico?
Hai chiesto di non sconfinare nella MQ, ma poi ci sei entrato tu con l'elettromagnetismo degli elettroni di Feynman... come si fa a non finirci dentro fino al collo?
Comunque io mi fermo qui anche perché quel poco di elettromagnetismo che avrò probabilmente studiato al liceo è morto e sepolto da un pezzo e quel pochissimo di RR che mastico l'ho imparato leggendo le tue lezioni che sono ben lontane (per fortuna, se no non le avrei probabilmente terminate) dall'affrontare questo livello di difficoltà.
Un'ultima considerazione prima di alzare bandiera bianca: perché voler spiegare la realtà o meno della contrazione di Lorentz in RR, quando Einstein per primo ha sentito l'esigenza di andare oltre con la RG, visto che in natura l'unico moto rettilineo uniforme che esiste è quello dei fotoni? La RR, per quanto elegante, non è altro che un'approssimazione della realtà, didatticamente utile, ma insufficiente a descriverla con precisione.
"Dopo aver costruito una splendida struttura con i LEGO o con il “vecchio” MECCANO, un bambino è normalmente insoddisfatto. Superato il primo, effimero, momento di trionfo e di gioia, subentra immediatamente la domanda: “E adesso…?”. La costruzione è bella, ma è limitata. Il bimbo vorrebbe di più e subito. Non gli resta che chiedere ai genitori la scatola successiva e la conclusione è la solita frase: “Non sei mai contento!”. Bene, Einstein si trovava sicuramente nello stesso stato d’animo dopo aver descritto la Relatività Ristretta e le sue sbalorditive applicazioni alla dinamica..." (tratto dalla introduzione alla RG)
Se portassimo un righello a velocità relativistica, possiamo anche ipotizzare - a titolo di esemplificazione didattica - di farlo in modo istantaneo, ma nella realtà questo non sarebbe possibile senza una fase di accelerazione. Allora, se vogliamo parlare di realtà e non limitarci ad un pur utilissimo gioco teorico, come possiamo prescindere dagli effetti di questa accelerazione e far finta che non esista?
Giuro che questa non è una domanda né retorica né polemica, ma una domanda vera per la quale spero esista una risposta convincente che riesca a far evaporare i miei pregiudizi.
cara Dany,
quello descritto da Feynman è un fenomeno di fisica classica (relativistica), ma non di MQ. E serve a dimostrare che ogni sistema di riferimento ha una sua realtà concreta.
Einstein ha sentito il bisogno di andare oltre, perché voleva inserire la gravità. L'Universo è regolato dalla RR e la RG subentra solo quando ci avviciniamo a grandi masse. L'Universo è piatto ed è curvo solo in pochissime zone.
Una velocità costante è la norma, in quanto niente viene a modificare lo stato di moto o di quiete di un oggetto, se non interferiscono masse (ossia RG). La stessa accelerazione può essere trattata come sequela di sistemi RR, se non interviene la gravità... Per poterla affrontare al meglio servirebbero i moti iperbolici, ma si riesce anche con artifici più semplici.
A parte la definizione di realtà, resta il dubbio sulla RR: i suoi effetti sono reali (ossia misurabili) oppure no. In molti casi sembra di sì e questo potrebbe convincerci che ogni sistema ha la sua realtà. Forse ci spaventa un po', ma temo che sia proprio così... Riuscendo a considerarli tutti assieme (teoricamente) si cade nell'invariante spaziotemporale. La vera realtà fisica può essere studiata, osservata o quello che si vuole solo attraverso singoli sistemi di riferimento, tutti con la stessa validità reale e fisica. Facce diverse della stessa struttura generale...
Boh???!!!!
Quindi stiamo parlando della realtà nel vuoto cosmico, lontanissimo da qualunque massa che possa minimamente curvarlo (o farlo in modo infinitesimo quindi trascurabile), ben al di fuori dei confini del nostro sistema solare? Perchè è qui che la RR descrive con esattezza i fenomeni fisici... ma la stessa introduzione di un corpo massivo a velocità relativistica, del quale studiare la contrazione, non curva il vuoto cosmico?
Inoltre... se ogni sistema avesse la sua realtà, significa che un determinato fenomeno fisico potrebbe essere diverso a seconda del sistema dal quale viene osservato? Quindi, per esempio, la famosa corda potrebbe rompersi nelle sistema in moto, ma non in quello in quiete? Quindi verrebbe meno la simmetria della RR?
Temo (anzi sono certa) di non aver compreso qualcosa
Inoltre... se ogni sistema avesse la sua realtà, significa che un determinato fenomeno fisico potrebbe essere diverso a seconda del sistema dal quale viene osservato? Quindi, per esempio, la famosa corda potrebbe rompersi nelle sistema in moto, ma non in quello in quiete? Quindi verrebbe meno la simmetria della RR?
E perché mai? Il fenomeno fisico resterebbe sempre lo stesso, ma verrebbe spiegato in modo diverso... così come capita per il muone. Lo spaziotempo sarebbe l'unica realtà, ma ognuno la descriverebbe in modo diverso a seconda del sistema di riferimento. Tanto dilato e tanto accorcio, ma l'invariante resta quello che è. Alla fine, la realtà sarebbe lo spazio di Minkowski, visto da fuori, e... ricadiamo all'inizio. Tuttavia, se l'invariante è realtà, lo deve essere anche quello che deriva cambiando sistema. Elettricità e magnetismo sono entrambi facce della realtà, in quanto lo è l'elettromagnetismo (l'invariante).
Va beh... mi sa che volenti o nolenti ricadiamo nella soggettività e nel modo di ragionare personale. mi sa che è meglio sospendere un argomento che non porterà a niente di risolutivo...
La signora bionda ha un abito giallo Opunzia. Molto elegante. Ma sotto i raggi della lampada di Wood della discoteca, la vedo ballare con un abito identico, bianco-violetto.
Eppure non può essersi cambiata: non l'ho persa d'occhio un solo istante. Qual è realmente il colore del suo vestito? Esistono, i colori? Sono “reali”?
La realtà è l'apparenza misurabile, una bugia che dice la verità. Molte bugie per molte verità, tutte insieme. Che sarà mai, amici, invece di “essere o non essere” meglio “essere e non essere”.
La corda tra le astronavi si rompe e non si rompe.
Erasmo da Rotterdam, riporta un antico proverbio celtico, giunto fino a noi con parole lievemente diverse. Nella sua accezione originale dice: “Quando tutte le candele si saranno spente, tutti i gatti saranno grigi”. Se le stelle sono candele e i gatti sono eventi, ne traiamo la conclusione che, alla fine-fine, quando la luce , stanca di correre qua e là, si sarà fermata, esisterà un solo sistema assoluto e una sola realtà, al posto delle moltepici scintillanti bugie “misurabili”. Che noia...
Nel frattempo godiamoci questa realtà “personale”, senza darci troppa pena.
Così comincia a tornarmi qualcosa... il fenomeno fisico rimane lo stesso ma viene spiegato in modo diverso.
E perchè non ammettere anche la possibilità che un fenomeno perfettamente spiegabile in un sistema (es: la corda tra le astronavi si rompe) sia solo osservabile ma non spiegabile da un altro sistema? Perchè introdurre a tutti i costi ipotesi su ipotesi per sciogliere certi apparenti paradossi? Meraviglioso ed ammirabile esercizio logico, ma siamo certi che ciò non ci porti fuori dalla realtà (sempre che esista)?
(Questa non è una vera domanda, solo una squinternata riflessione ad alta voce...
)
Seguo questa discussione come quando a volte alzo lo sguardo in cielo di notte, ossia con la consapevolezza della mia limitatezza rispetto alla conoscenza dell'Universo. Allora cerco, come qualcuno che si muove nel buio, degli appigli sicuri e mi dico: per me realtà fisica è quella regolata dalle leggi della fisica così come sinora conosciute. E' vero, nulla a questo mondo, è per sempre e magari un giorno, dopo la gravitazione di Newton anche quella di Einstein conoscerà un ulteriore perfezionamento. Però, grazie a queste leggi oggi riusciamo a mandare sonde in giro per il Cosmo, a ricevere immagini incredibili da punti remoti del sistema solare, a cominciare a comprendere i segreti dei buchi neri etc. Non posso credere che tutto ciò sia una illusione dei nostri sensi. Sarò un incorreggibile materialista, ma per me di realtà fisica ne esiste una sola, almeno nel nostro Universo...
Si tratta solo di conoscerla e scoprirla sempre di più e sempre meglio.
Mi sa che poi alla fine,si scivoli più o meno consapevolmente nella domanda:"Rispetto a che cosa?".Maurizio ha posto delle domande condivisibili,ma anche Daniela dal suo punto di vista posto domande per niente banali.Dal momento che nessuno di noi ha delle vere sicurezze,se non delle leggi importantissime ma anche loro parziali o interpretabili o limitanti visto che parliamo nientemeno che di Universo e di REALTÀ.La verità è che ognuno di noi ne cattura un pezzettino,alcuni un pezzettino più.Pensate ieri notte ha sognato in "chiaro" ,che entravo in casa,vedendo mia moglie sul pavimento come senza vita o comunque stava male,mi sono precipitato su di lei e ho comiciato a darle degli schiaffetti come si fa qualche volta con chi perde coscienza.Ma il mio stato d'animo era preoccupato ma non troppo.Di solito i sogni si vestono con abiti diversi per dire,o lanciare avvertimenti.Alla sera tornando a casa ho trovato mia figlia vicina a mia moglie sdraiata sul divano che stava male.Ovviamente mi sono dato subito da fare perché si superasse il problema.Oggi mia moglie si è alzata,non è ancora al 100% ma va meglio.Non vi ho raccontato di questo episodio per farvi sapere fatti che ognuno di noi vive nella vita di tutti i giorni,ma la domanda è, visto che io non ho poteri soprannaturali,ma al massimo attenzione:"Come la mettiamo che io sapessi in anticipo,sostanzialmente cosa sarebbe accaduto di enotivamente rilevante in anticipo"Anche questa è realtà.
Le emozioni che si provano, caro Gianni, sono sempre reali... le proviamo e basta e non importa che a suscitarle sia un sogno o una farfalla vera che ti si posa sulla mano. E la potenzialità di alcuni sogni di anticipare situazioni reali credo vada ricercata nella capacità del nostro cervello emotivo di cogliere particolari di cui quello razionale non si accorge... anche questo è realtà, perbacco se lo è!
Per il resto, da buona materialista, sottoscrivo quanto affermato da Arturo. Una realtà fisica deve esistere, altra cosa sono le osservazioni ed interpretazioni di essa...
Cari amici, vorrei porvi questa domanda: due osservatori che vedono lo stesso fenomeno realizzarsi in momenti diversi vedono la stessa realtà oppure due diverse realtà? E' solo una questione di linguaggio o qualcosa di più?
non rispondo a tutto e a tutti, ma mi rifaccio soprattutto al vestito di Opunzia. Se una particolare condizione viene a intrufolarsi in una certa situazione, la realtà sembra cambiare. Così come capita durante un miraggio. Tuttavia, l'acqua che vede l'esploratore nel deserto non potrà mai dissetarlo. Essa è quindi un'illusione... molto realistica ma non concreta. La contrazione delle lunghezze, invece, riesce a far vivere di più un muone... Non è la stessa cosa.
Riguardo ad Arturo, concordo che la realtà deve esistere al di là dell'interferenza del nostro cervello. Il cervello ne dà una descrizione soggettiva, ben diversa da quella che ne darebbe un gatto. Tuttavia, entrambi cercano di spiegare a se stessi ciò che li circonda. La realtà è, per me, ciò che esiste e non quello che io interpreto. Quella è solo una descrizione soggettiva, più o meno abile nel capire o nello sfruttare i fenomeni della realtà.
Se conoscessimo perfettamente (in che modo non so) la meccanica del nostro cervello potremmo passare da ciò che pensiamo di osservare a ciò che esiste realmente... così come capiamo (da poco) che un certo cerchio luminoso è una galassia nascosta da una più vicina. L'immagine deformata dalla lente gravitazionale non è realtà, ma illusione. Capendo come funziona quel meccanismo, possiamo ricostruire la galassia originale, che è molto più vicina alla realtà...
Il cervello è realtà, la sorgente di luce primigenia è realtà, ciò che vediamo è interpretazione soggettiva di un mix di realtà e illusione.
caro Mau,
sei "caduto" nella striscia di Universo. Essa è reale, così come sono reali i suoi eventi. Tuttavia, ogni oggetto visto da sistemi diversi, è composto da eventi diversi e quindi l'oggetto è diverso anche se reale. Solo nello spaziotempo, quello in cui dilatazione e contrazione si uniscono (diciamola così) l'oggetto rimane sempre lo stesso. E' proprio quello che capita per l'elettromagnetismo di Feynman...
Se, però, intendi dire che gli osservatori sono nello stesso sistema, ma in punti diversi, allora vi è solo un ritardo temporale nel fenomeno, dovuto alla luce. Il fenomeno è avvenuto a un certo tempo unico e ciò che vediamo è stato trasportato a noi da treni diversi. Diversa è la situazione, quando nello stesso sistema, l'osservatore è lo stesso e cambia il tempo. Qui entriamo nella striscia di universo e niente può mai essere uguale a se stesso in tempi diversi.
Caro Enzo stai ponendo una domanda davvero intrigante...
Sul concetto di realtà si potrebbero scrivere libri, penso però che valga la pena di limitarci al concetto “fisico” di realtà ed in particolare agli aspetti legati alla RR.
Personalmente vorrei soffermarmi su due aspetti del problema : i problemi legati all'informazione ed il sistema di riferimento o meglio la simultaneità degli eventi che caratterizza ogni differente sistema di riferimento.
Noi leggiamo ciò che ci circonda partendo dalle informazioni che percepiamo.
L'informazione, però, che giunge da un evento oltre ad impiegare un certo tempo per arrivare fino a noi (quella che viaggia più veloce cavalca i fotoni ad un velocità finita di circa 300.000 Km/sec), è influenzata da una serie di fattori legati non solo al tragitto che questa ha percorso (spaziotempo curvo, fenomeni di scattering, ecc.), ma anche al movimento che può caratterizzare la sorgente o l'osservatore (vedi aberrazione, ecc.).
L'informazione (o meglio le informazioni), però, non sono pure assolute e neutre, ma per essere “lette” correttamente bisogna necessariamente tener conto dei fenomeni a cui questa è soggetta.
L'informazione finale, che giunge fino a noi, può essere “corrotta” rispetto all'evento che l'ha generata, poiché contiene sia l'informazione partita dalla sorgente, sia l'informazione di ciò che ha caratterizzato il suo percorso... senza distinguere un contenuto dall'altro si entra nel mondo delle apparenze...
Anche ammettendo di riuscire a leggere correttamente le informazioni, a mio avviso, però, non è così scontato che esista un realtà univoca, assoluta..
Quando hai iniziato a parlare di RR, mi aveva colpito molto l'esame tra Einstein e Newton (http://www.infinitoteatrodelcosmo.it/2015/01/04/la-relativita-speciale-disegnata-da-minkowski-6-sincronizzazione-e-simultaneita/)...
Einstein ci teneva molto a piazzare orologi e metri ovunque al fine di costruire una griglia di coordinate spaziotemporali che servissero da riferimento per un dato sistema di riferimento.
Gli orologi, però, dovevano essere sincronizzati fra loro.
Un'operazione che doveva necessariamente fare i conti con la velocità finita della luce, ossia con la velocità finita con cui viaggia l'informazione.
In parole semplici, se una stella che dista 100 anni luce esplode, l'informazione dell'esplosione impiega 100 anni per giungere fino a noi.... quindi quando noi vediamo l'esplosione, questa è avvenuta 100 anni fa (nel nostro sistema di riferimento).
L'evento supernova esplosa oltre alle tre coordinate spaziali ha anche una coordinata temporale, che per il nostro sistema di riferimento coincide con un qualunque evento accaduto 100 anni fa.
Quando si ha a che fare con due sistemi di riferimento diversi (che si avvicinano o si allontanano uno dall'altro a velocità relativistica costante), ogni sistema ha la sua griglia di coordinate... l'unica cosa in comune per entrambi è la velocità della luce, che oltre a rappresentare un limite invalicabile per l'informazione ha la stessa velocità c per qualunque sistema di riferimento.
Nella figura che ho realizzato sono rappresentati due diversi sistemi di riferimento (quello rappresentato in movimento, S'; viaggia a velocità 0,6 c rispetto a quello in quiete, S) con la relativa griglia di coordinate e le relative unità di misura.
A, E e C sono tre eventi.
Gli eventi A ed E avvengono simultaneamente per il sistema in “quiete” (t =2 anni), ma la luce partita insieme dai due eventi arriva in tempi diversi (ta=4, te= 5) dato che A ed E non si trovano alla stessa distanza (Xa = 2; Xe= 3).
Una cosa è ciò che si vede, dato che l'informazione che è accaduto l'evento A arriva ad S quando l'orologio segna t=4 e solo quando t=5 arriva l'informazione che si è verificato l'evento E, altro è ciò che si misura, poiché in questo secondo caso si prende in considerazione il tempo in cui i due eventi A ed E sono accaduti secondo il sistema di riferimento S (ta = te = 2).
Tenendo conto del tempo necessario all'informazione (luce) per raggiungerci (2 anni per A e 3, anni per E), si ricava che i due eventi per il sistema S sono accaduti simultaneamente.
Osservando però gli stessi eventi dal sistema S', questi avvengono in tempi diversi, ossia non sono affatto accaduti simultaneamente (prima è accaduto E e poi A).
Per S', invece, sono gli eventi A e C che sono accaduti simultaneamente, mentre per il sistema S prima è accaduto l'evento A e poi l'evento C.
L'ordine cronologico degli eventi cambia cambiando sistema di riferimento...
Qual è la realtà ?
Vorrei provare ad usare una metafora.
Ammettiamo di considerare il tempo con un mazzo di carte a cui si continuano ad aggiungere altre carte, istante dopo istante, in ordine cronologico... alla fine il mazzo di carte di S' sarebbe diverso da quello di S (gli eventi non hanno lo stesso ordine cronologico)...
Possibile che la realtà sia anch'essa relativa, proprio come la simultaneità?
Anticipo subito che non saprei rispondere compiutamente ad un simile quesito, ma prima di concludere il ragionamento vorrei mostrare le stessa figura precedente, con qualche piccola aggiunta....ad iniziare da due strisce di universo, ognuna delle quali misura 1 anno luce nel proprio sistema di riferimento...
Agli eventi precedenti sono stati aggiunti anche gli eventi B e D.
Gli eventi A, E e D sono simultanei per il sistema S, dato che avvengono tutti nel medesimo tempo (ta = te = td =2 anni).
L'evento A rappresenta sia il bordo sinistro della striscia di universo del sistema S, sia il bordo sinistro della striscia di universo di S' al tempo t = 2 anni.
L'evento D (aggiunto) rappresenta il bordo destro della striscia di universo del sistema S' (in movimento) mentre l'evento E è il bordo destro del sistema S al tempo t = 2 anni
Al tempo t=2, secondo il sistema S, la distanza tra i due bordi del sistema S' in movimento (A-D) è inferiore alla distanza tra i due bordi della propria striscia di universo (A-E), quindi per S la striscia di universo di S' appare contratta (contrazione delle lunghezze).
Gli eventi A, C e B sono simultanei per il sistema S' , dato che avvengono tutti nel medesimo tempo (t'a = t'c = t'b =1 anno)..
L'evento A rappresenta sia il bordo sinistro della striscia di universo del sistema S', sia il bordo sinistro della striscia di universo di S al tempo t' = 1 anno.
L'evento B (aggiunto) rappresenta il bordo destro della striscia di universo di S (sistema in quiete), mentre passa al tempo t' =1, mentre l'evento C rappresenta il bordo destro della striscia di universo del sistema S'.
Per il sistema S' la distanza tra i due bordi del sistema S (A-B) è inferiore alla distanza tra i due bordi della propria striscia di universo(A-C), quindi per S' è la striscia di universo di S che risulta contratta (contrazione delle lunghezze).
Non solo gli eventi simultanei per un sistema non lo sono per l'altro, ma sia S che S' sono convinti che sia l'altro sistema a subire una dilatazione del tempo (per S' al tempo t'=1 l'orologio di S segna t=0,8; per S al tempo t= 1 l'orologio di S' segna t'=0,8) e una contrazione delle lunghezze (per S' AB < AC; per S AD<AE).
I due mazzi di carte sembrano sempre più diversi...
Certo si può obiettare che in realtà per entrambi i sistemi di riferimento la distanza spaziotemporale tra due eventi misurata ognuno con il proprio sistema di riferimento non varia, ossia:
S² = T² – X² = T'² – X'²
Ad esempio, guardando la figura, nel sistema S, gli eventi A e B hanno le coordinate:
A (2; 2); B (3; 2,6)
pertanto le distanze misurate da S, sono paria a:
X = 3-2 = 1 anno luce e T = 2,6 -2 = 0,6 anni
mentre nel sistema S'
A (1; 1); B (1,8; 1)
pertanto le distanze misurate da S', sono paria a:
X' = 1,8-1 = 0,8 anni luce e T' = 1 -1 = 0 anni (i due eventi sono simultanei per S')
La distanza spaziotemporale tra gli eventi A e B, rimane invariata:
T² – X² = 0,6² – 1² = - 0,64
T'² – X'² = 0² – 0,8² = - 0,64
Le singole distanze spaziali e temporali tra gli eventi A e B sono variate, ma la distanza spaziotemporale no!
E' sufficiente questa ricomposizione spaziotemporale per ricostruire un'unica realtà?
A mio avviso no, poiché ogni sistema è caratterizzato da una sua striscia di universo e da una sua simultaneità...
Finché ognuno rimane nel proprio sistema di riferimento la realtà sembra univoca, ma cambiando sistema di riferimento cambia anche il racconto della realtà, o forse la realtà stessa...
Ovviamente i racconti cominciano a divergere solo quando le velocità in gioco tra i due sistemi sono paragonabili a frazioni significative della velocità della luce, ossia in ambito relativistico.
Allo stato attuale, in attesa di astronavi capaci di viaggiare a velocità relativistiche, non siamo in grado di saltare da un sistema all'altro... però....
Ci sono sicuramente alcune particelle che possono viaggiare a velocità prossime a quelle della luce.. non possiamo intervistarle, non possiamo chiedergli di trasportare orologi o metri, ma.... un ritmo biologico, così come un tempo di decadimento, sono anch'essi orologi...
L'esperimento dei muoni (http://www.infinitoteatrodelcosmo.it/2015/04/06/la-relativita-speciale-disegnata-da-minkowski-14-una-favola-relativistica-i-muoni-e-lelisir-di-giovinezza/) sembra dimostrare che i racconti davvero divergono e che la dilatazione del tempo e la contrazione delle lunghezze siano fenomeni “reali” e non apparenti, tanto che il confronto tra queste due realtà (per il muone la distanza percorsa è minore, contratta, per il terricolo il tempo di vita del muone scorre più lentamente), porta ad una conclusione univoca (il muone riesce a raggiungere il suolo).
Spero di non aver detto troppe sciocchezze...
Paolo
caro Paolo,
non solo non hai detto sciocchezze, ma hai fatto esempi perfetti per capire come la non simultaneità potrebbe realmente portare a realtà diverse, che solo trasportate nello spaziotempo coincidono (invariante). L'invariante, infatti, è l'unica cosa che sa "pareggiare" il conto tra contrazioni e dilatazioni. Realtà unica, inosservabile, e realtà diverse che sono facce della stessa realtà. Mi convinco sempre più che la vera realtà della RR sia l'Universo di Minkowski. Essa è unica per ogni singolo osservatore, ma può dar luogo a realtà particolari se cambiamo il sistema di riferimento. Ma, forse, sempre di realtà si tratta... gli eventi sono carte che si possono mescolare, ma sono sempre le stesse...
"L'ordine cronologico degli eventi cambia cambiando sistema di riferimento... Qual è la realtà? ... Finché ognuno rimane nel proprio sistema di riferimento la realtà sembra univoca, ma cambiando sistema di riferimento cambia anche il racconto della realtà, o forse la realtà stessa..."
Ok... diamo un nome agli eventi: diciamo che A è la scoperta dell'America e B è l'unità d'Italia. Posso credere che un osservatore alieno in moto relativistico veda B accadere prima di A (cambia il racconto della realtà), ma non riesco a credere che, in qualche modo, possa cambiare la successione cronologica di questi due eventi come si è storicamente verificata: tale successione è o non è una realtà fisica? Stesso dicasi per la supernova X che, nel tempo cosmico (quello che ha iniziato a scorrere al momento del Big Bang), sia esplosa prima della supernova Y.
Se, poi, entriamo nel mondo delle particelle (e anche il muone lo è), e A e B sono eventi che hanno a che fare con esse, Feynman nella sua QED ci ha dimostrato che possono percorrere il tempo in qualunque direzione desiderino. E allora non ci si meraviglia più di niente...
Provo a rispondere, con tutti i miei limiti, alle tue due domande.
Parto dalla supernova.
Ammettiamo che A e B della figura del post precedente siano due supernove.
Per S' le due supernove sono esplose insieme.
Per S prima è esplosa la supernova A e poi quella B.
Ognuno ha la sua striscia di universo, le sue linee di simultaneità.
Non esiste un sistema privilegiato e S ed S' non possono concordare sulla cronologia degli eventi poiché ciò che è simultaneo per uno non lo è per l'altro..
Per quanta riguarda invece due eventi che si svolgono nello stesso sistema di riferimento, non è la cronologia che cambia, ma l'intervallo di tempo tra i due eventi.
Nella figura l'evento H è posizionato sulla stessa linea del tempo di A (con la scala di x in anni luce la distanza spaziale è irrilevante... ).
Per S tra l'evento A e l'evento H sono passati 0,8 anni (2,8 -2), per S' è trascorso 1 anno (2-1).
In ultimo sono d'accordo con Enzo, i due mazzi sono composti dalle stesse carte mischiate in modo diverso...
Paolo
Dici bene , Dany, la successione degli eventi apparirebbe invertita. Ma non solo: ciascun micro-evento, ciascun fotogramma, si concatenerebbe in senso inverso. Vedremmo le caravelle di Colombo procedere in retromarcia dall'America alla Spagna, le lancette degli orologi girare in senso antiorario, i vecchi tornare neonati, come nello strano caso di Benjamin Button, le palle di cannone rientrare nei fusti, il tuono precedere il lampo, e così via.
Ma quando guardiamo nel retrovisore dell'auto, pur vedendo l'immagine della macchina che ci segue, sulla superficie dello specchietto, venirci incontro come se fosse davanti a noi, sappiamo bene che ci segue. E il nostro cervello non dubita nemmeno un istante della sua reale provenienza.
E allora la sequenza reale è una sola? Se la vediamo "ordinata e logica" nel nostro sistema, dove le cose sono "realmente" avvenute ( almeno così crediamo), e non capovolta come la vedono "gli altri", dicendo "questa è la vera realtà", non è come se affermassimo che il nostro è il tanto vituperato riferimento assoluto?
Se il muone dovesse vivere esattamente 2 milionesimi di secondo e riuscisse a percorrere esattamente 10 Km, attraversando l'atmosfera, sarebbe 16 volte più veloce della luce. E una cosa che non si può fare.
Allora diciamo che un osservatore che si muove a fianco al muone, un fotone amico, per quei due milionesimi di secondo che consentono al muone di arrivare a terra vivo, vede sfrecciare una distanza contratta 16 volte. Oppure diciamo che dalla pista di atterraggio sulla Terra aspettano un tempo 16 volte più lungo della vita del muone per vederlo arrivare, bello fresco, nonostante il peso di molti milionesimi di secondo. E aggiungiamo anche che da infiniti punti di osservazione, ciascuno in moto lungo il percorso del muone, a velocità diversa, da zero a c, si possono vedere fotoni di tutte le età e atmosfere di qualsiasi spessore (sempre entro i limiti massimo e minimo) in modo che le associazioni di età e distanze portino sempre alla medesima conclusione "reale".
Sono realtà alternative o solo (e tutte) semplici specchi di un'unica realtà? A chi predilige questa unica realtà resta la responsabilità di indicare, dove si colloca e....perché.
Le vostre analisi e considerazioni, Paolo e Mau, non fanno una piega e mi trovano perfettamente d'accordo, tranne su un punto, ovvero quando passate dalle diverse descrizioni della realtà all'eventualità che la realtà possa cambiare.
Che due alieni posti a distanze e velocità relative diverse, vedano la storia del nostro mondo che si svolge in modo 'strano' o come una vecchia videocassetta che si riavvolge, e che non siano (loro) in grado di concordare su come in realtà si siano svolti i fatti, non ci sono dubbi.
Ma che esista il sistema Terra in cui tali eventi sono avvenuti in una determinata successione cronologica, che costituisce la realtà fisica di tali eventi e che tale realtà non possa essere modificata, neanche su questo possono esserci dubbi (almeno per me)... altrimenti si sconfina nella filosofia o nel paranormale.
Tutto ciò non significa, caro Mau, etichettare il nostro come sistema assoluto, ma considerare come assoluto, ai soli fini della realtà degli eventi, ogni sistema nel quale tali eventi accadono.
Che poi gli osservatori esterni diano ad un evento una spiegazione piuttosto che un'altra oppure non siano in grado di dare spiegazioni logiche perchè vedono effetto e causa invertire il loro ordine temporale, questa è un'altra faccenda che non può cambiare il modo in cui l'evento si è realmente svolto nel suo sistema.
Tutto qui...
In relatività non sono importanti i singoli eventi visti in diversi sistemi di riferimento che possono essere trasformati uno nell'altro tramite una trasformazione di coordinate di Lorentz
La caratteristica più importante è la loro distanza che è invariante ed uguale in ogni sistema di riferimento
L'unica realtà fisica e il ds^2 =dt^2-dx^2-dy^2-dz^2
che ha lo stesso valore in qualsiasi sistema di riferimento
Per chi avesse la possibilità vada a leggere il paragrafo "parable of the surveyors " del libro SpaceTime Physics di E.F.Taylor e J.A.Weeler
Due commenti:
Mi sa che piano piano stiamo convergendo verso qualcosa di abbastanza simile...
Oltretutto, l'inversione dei tempi si vede molto bene nel caso della macchina e del garage nella sua forma più semplice (eliminando la simultaneità che abbiamo imposto).
Qualcuno può, per favore, dirmi chiaramente se ritenere che l'unità d'Italia debba 'per forza' avvenire dopo la scoperta dell'America (indipendentemente da come la vedono gli alieni) sia solo l'illusione di una mente troppo semplice?
Non credo di essere l'unica a farmi questa domanda, ma evidentemente l'unica a non aver paura di dirlo chiaramente senza temere di fare la figura della povera scema...
Non è un'illusione, come già ripetuto (le illusioni sono altre), ma una faccia della realtà, relativa al sistema di riferimento della Terra... Un alieno potrebbe vedere tutto diverso, ma alla fine l'invariante sarebbe sempre lo stesso. Pensa agli eventi del garage... in un caso la macchina fa chiudere prima il portone anteriore e poi quello posteriore. Nell'altro si chiude prima quello posteriore e dopo quello anteriore: due risvolti della stessa realtà...
Cerco di condensare quanto detto finora...
Ogni sistema di riferimento vede la sua realtà. La realtà comune è, però, solo l'invariante relativistico. In altre parole, lo spaziotempo di Minkowski. La distanza spaziotemporale tra due eventi è data dalla distanza invariante. Essa vale per OGNI sistema di riferimento. In questo modo ha senso parlare di muone e di elettromagnetismo. Basta ricordarsi che t2 - s2 è l'unica costante spaziotemporale. Applicandola ai muoni o all'elettromagnetismo tutto torna: qualsiasi sistema di riferimento misura la stessa distanza tra due eventi. Anche le due guerre terrestri...
Il riferimento all' invariante come garanzia per riconoscere la radice reale comune a infinite diverse manifestazioni o visioni o percezioni dello stesso fenomeno è il modo più efficace per impostare il ragionamento.
Ma nella concezione pre relativistica della fisica , esisteva, e veniva utilizzato, un altro invariante , la distanza, che appariva, allora, di una robustezza indiscutibile, su cui basare la valutazione della realtà.
E vale universalmente nel nostro mondo quotidiano, fatto di lentezza o di modestissime velocità
Siamo arrivati alla fine delle teorie e possiamo dire che la realtà sta tutta nel nuovo invariante?
Oppure anche questa volta un pezzo di realtà resta indecifrabile e tutta da scoprire?
Beh, Mau... intanto quanto detto vale per uno spaziotempo piatto. Le cose cambiano ancora se ci avviciniamo a una massa, ma lì entrano in gioco le equazioni di Albertino... Inoltre, stiamo ragionando senza pensare alla MQ e a come lei possa influenzare macroscopicamente l'Universo. Domanda senza risposta fino a che non troveranno il legame tra RG e MQ. E poi, chissà... ogni spaziotempo ha la sua costruzione della realtà? Perché no? In fondo, per Minkowski non alcuna importanza che si sia nel passato o nel futuro. Al momento buono, magari, salterà fuori un altro invariante probabilistico... Va beh... sto scherzando... forse...
Vorrei intervenire in risposta a Daniela e a Maurizio, ammesso che io abbia capito bene il vostro punto di vista.
Secondo me nel vostro ragionamento c’è un errore di fondo.
Esistono degli eventi di coordinata x,y,z,t, ovvero punti nello spazio con una certa coordinata spaziale e temporale.
Gli eventi sono gli stessi visti da qualsiasi sistema di riferimento (primo postulato della RR).
Ogni sistema di riferimento, però, attribuisce ad un evento delle coordinate ben specifiche misurate secondo il proprio sistema e i propri strumenti.
E’ questo che cambia, le coordinate cambiano, non l’evento in se che deve essere tale visto da tutti.
La trasformata di Lorentz ci permette di passare dalle coordinate di un sistema all’altro.
Premesso questo concetto di base, abbiamo quanto segue.
Se prendiamo due eventi, è ovvio che hanno coordinate differenti da un sistema all’altro, ma esiste una nuova grandezza fisica (chiamiamola così), ovvero l’invariante, che è uguale per tutti i sistemi.
La distanza spaziotempo tra due eventi è una costante per tutti i sistemi in moto tra loro: la natura ha stabilito che sia così.
La simultaneità tra due eventi può cambiare, ma non l’invariante.
Può anche essere che eventi che hanno una certa successione temporale per un sistema, si ribalti per un altro.
Il seguente articolo:
http://www.infinitoteatrodelcosmo.it/2015/07/19/il-diagramma-di-minkowski-7-luniverso-degli-eventi/
scritto non so bene da chi (scherzo), dimostra senza ombra di dubbio che solo gli eventi non connessi da causalità possono essere visti invertiti.
Quindi NO non si può invertire causa e effetto.
Se per un sistema un evento rientra nel cono di luce di un secondo evento, l’ordine temporale non può essere invertito per nessun osservatore di nessun sistema di riferimento.
Non può verificarsi per nessun sistema che le caravelle di Colombo possano procedere in retromarcia dall'America alla Spagna, o che le lancette degli orologi girino in senso antiorario.
Questo sarebbe fattibile solo superando la velocità della luce, cosa assolutamente e fortunatamente impossibile.
Spero di aver fatto cosa gradita, e di non aver creato ulteriore confusione.
A me sembra, Simone, che tu abbia detto ciò che dico io, solo in modo più corretto da un punto di vista formale. Io ho tralasciato il formalismo e l'ho affrontato in parole semplici e colloquiali, alla portata anche di quei lettori che non hanno letto la RR.
Probabilmente non sono riuscita ad esprimere in modo chiaro ciò che intendevo...
Bravissimo Simone... hai sollevato un punto fondamentale... altro che confusione!!! Beh... collaborando fattivamente le cose migliorano sempre più...
Sì, Daniela... e quindi la tua ipotesi di inversione dei tempi non può avere luogo nello spaziotempo di Minky
Simone ha centrato il problema... è ciò che intendevo dire con l'ultima figura che avevo fatto (quella con gli eventi A ed H).
Due o più eventi sono connessi solo se nell'invariante T>X e quindi T'>X'.
Se gli eventi sono connessi tra loro, come nel caso della storia terricola, l'ordine cronologico non cambia visto da qualunque sistema di riferimento. Cambia invece l'intervallo di tempo che separa i due eventi.
Nel caso delle due supernove, invece se T<X i due eventi non hanno alcuna correlazione tra loro (i loro coni di luce non si intersecano), per cui Dany l'ordine cronologico cambia eccome, cambiando sistema di riferimento.
Paolo
Per Daniela, ti chiedo scusa se ho frainteso il tuo pensiero.
Ho riletto quanto da te scritto, ed effettivamente stiamo dicendo più o meno le stesse cose.
La tua frase incriminata che mi ha portato al fraintendimento è la seguente:
Che poi gli osservatori esterni diano ad un evento una spiegazione piuttosto che un'altra oppure non siano in grado di dare spiegazioni logiche perchè vedono effetto e causa invertire il loro ordine temporale, questa è un'altra faccenda che non può cambiare il modo in cui l'evento si è realmente svolto nel suo sistema.
No, per quanto detto nel mio commento precedente, non esisterà mai nessun sistema di riferimento che possa vedere effetto e causa invertire il loro ordine temporale, e questo lo dice la RR.
Quindi non c’è nessuna contradizione assurda e non serve cercare spiegazioni logiche strane, cioè non serve neanche porsi il bubbio.
Stessa cosa la frase detta da Maurizio:
Dici bene , Dany, la successione degli eventi apparirebbe invertita. Ma non solo: ciascun micro-evento, ciascun fotogramma, si concatenerebbe in senso inverso. Vedremmo le caravelle di Colombo procedere in retromarcia dall’America alla Spagna, le lancette degli orologi girare in senso antiorario, i vecchi tornare neonati, come nello strano caso di Benjamin Button, le palle di cannone rientrare nei fusti, il tuono precedere il lampo, e così via.
Se letta così, è sbagliata.
La RR non ha mai detto che le lancette dell’orologio possano girare in senso antiorario, per nessun sistema di riferimento.
Capisco che sono frasi estrapolate da un discorso più generale, ma secondo me sono proprio sbagliate dal punto di vista teorico di base.
Se uno legge velocemente si pone dei problemi che non esistono, perché basati su concetti della RR errati.
Se poi ho frainteso io due volte, allora chiedo doppiamente scusa.
Non devi scusarti, Simone, in effetti in quella frase i termini causa-effetto li ho usati in modo improprio. Il "problema" è che ho parlato anche troppo: ho iniziato a commentare questo articolo pensando di rispondere ad una domanda aperta in cui ognuno di noi doveva dire cosa pensa essere la realtà e poi, piano piano, siamo arrivati a fare un bel ripasso del diagramma di Minkowski.
Non sarebbe stato un problema rileggermi gli articoli relativi e far vedere che l'ho capito anch'io... solo pensavo che si volesse aprire una discussione un po' più ampia su come le persone comuni (comprese quelle che non sanno cos'è l'invariante relativistico) percepiscono il concetto di realtà e su come tali percezioni trovino o meno riscontro nelle teorie fisiche che conosciamo. Senza pretese di saperne più di Minkowski, nè di fornire risposte, ma solo di stimolare riflessioni.
Riguardo alle supernove, Paolo, se esiste un tempo cosmico (ne ha parlato Enzo in un quiz di poco tempo fa) che ha cominciato a scorrere al momento del Big Bang, e se una è esplosa dopo 2 miliardi di anni da quel momento e l'altra dopo 3, questa successione può senz'altro essere vista in modo diverso da un diverso sistema. Su questo non ho mai avuto dubbi. Quello che mi chiedo è se sia possibile pensare che la realtà cronologica di quei due eventi possa davvero cambiare. A questa domanda vorrei poter rispondere di no, perchè rispondere sì significherebbe (secondo me, ma magari sbaglio) negare l'esistenza di una realtà e affermare che esistono infinite realtà, una per ogni osservatore che la vede in modo diverso.
C'è qualcuno che se la sente di parlare di questo senza farsi aiutare da Minkowski?
Se un fenomeno arriva prima di un altro alla vista di una persona,quello è per quell'individuo la sequenza dei fatti,e in quella cronologia influenzerà la vita di quella "persona/evento",credo,e anche il poi.
In realtà Daniela ha un po' di ragione. Tuttavia, parlando di realtà fisica ci si deve scontrare con ciò che la descrive. Quindi niente percezioni soggettive o cose del genere. L'unica vera realtà la dovremmo chiedere al Big Bang e al suo cono di luce. Al suo interno è contenuto tutto ciò che esiste realmente ... e con questo potremmo anche mettere la parola fine... E' una approssimazione che richiede qualche compromesso, ma forse è il meglio che si riesca a trovare.
Il tempo cosmologico non è un tempo assoluto, ha a che fare con il sistema di riferimento scelto per osservare l'universo (quindi il nostro).
A mio avviso tu invece lo poni come un tempo assoluto identico per tutti i sistemi di riferimento.
Se separi tempo e spazio i conti non tornano, se invece consideri lo spaziotempo, allora la distanza spaziotemporale tra due eventi è uguale per tutti i sistemi di riferimento.
Quello che invece si preserva in termini cronologici è il rapporto causa effetto, ma ciò vale solo per eventi che possono essere tra loro connessi.
Paolo
Quindi, caro Enzo, se non ho compreso male le tue parole, pensi che esista una realtà "vera", costituita da eventi svoltisi in una determinata successione temporale, e che se il Big Bang e il suo cono di luce potessero raccontarla non ci sarebbero dubbi in proposito?
scusa Paolo, ma il tempo cosmico è il tempo proprio che è per sua natura uguale in tutti i sistemi di riferimento... L'età dell'Universo è la stessa per tutti i sistemi... L'età della supernova va misurata nel sistema della supernova.
Ma, forse, non ci siamo intesi bene...
Per Paolo
Mi sto riferendo a quello che Enzo ha scritto qui
http://www.infinitoteatrodelcosmo.it/2017/07/23/quiz-estivo-tempo/#comment-279674
Caro Simone, grazie per avere riportato le frasi su cui ha garbatamente mosso gli opportuni appunti. Non c'è nulla di cui scusarsi nelle tue osservazioni. Certamente al termine di quella elencazione di inversioni causali ( idealmente rette dalla ipotesi: "Se la cronologia si invertisse...") avrei fatto bene a scrivere esplicitamente che la cosa non è possibile, come ho fatto parlando del muone che non può essere 16 volte più veloce della luce.
Ma a parte gli eventi esterni al cono, che possono essere immaginati ma non sono reali, così come la velocità superiore a quella della luce può essere immaginata ma non è raggiungibile, qualsiasi sistema di riferimento non può che offrire racconti diversi dell'evento. Il filo che lega in modo indissolubile queste eterogenee narrazioni è l'invariante, come già ripetutamente detto (e pure a lettere scarlatte, da Enzo).
Insomma l'invariante è il DNA dell'evento, immutabile nelle diverse angolazioni di osservazione. Allora alla domanda iniziale di Enzo : Che cos’è la realtà fisica? vorrei associare questa possibile risposta: la realtà ( di un fenomeno) è l'insieme delle sue possibili descrizioni, non uguali ma equivalenti (con riferimento all'invariante...almeno per quanto ne sappiamo oggi).
Un ringraziamento anche a Fiore per gli estratti da SpaceTime Physics.
L'ultimo intervento di Enzo: Quindi niente percezioni soggettive o cose del genere. L'unica vera realtà la dovremmo chiedere al Big Bang e al suo cono di luce mi sembra che un'ottima conclusione. Se lo scorrere del tempo è legato, per la R.G., al campo gravitazionale, abbiamo avuto ed avremo sempre un tempo cosmico unico oggettivo nei punti di minimo che possiamo utilizzare per misurare l'età dell'universo e, nello stesso tempo, un riferimento della vera realtà.
Caro Enzo, ci ho pensato un po' prima di rispondere... ringrazio Dany per l'articolo linkato (me l'ero perso).
Se non ho frainteso il ragionamento sul tempo cosmico (se invece sto commettendo degli errori, meglio accorgersene piuttosto che far finta di niente), questo è un tempo proprio... è fin qui non ci son problemi.
Poi si dice che tale tempo è uguale per tutti i sistemi di riferimento.
Per arrivare a dire ciò si deve sostenere che tutti i sistemi sono in quiete rispetto all'espansione.
Si tratta però di una visione dell'universo su grande scala, dove i moti propri (tra stelle, galassie, ecc.) sono considerati trascurabili rispetto al processo di espansione dell'universo.
Pertanto trascurando moti e curvature spaziotemporali locali, gli oggetti vengono considerati fermi, ed il reciproco allontanamento è frutto solo dell'espansione dell'universo.
Se tali oggetti sono "fermi", il loro tempo coincide con il tempo proprio dell'universo.
Ciò non toglie che su scala locale i moti propri non sono trascurabili e se ci sono moti relativistici, cambiano anche le linee di simultaneità tra questi diversi sistemi.
Provo a spiegarmi con un esempio.
Ammettiamo che da un pianeta, che si presume segni lo stesso tempo dell'universo (è un osservatore come un altro ed il suo orologio è partito con il Big Bang), parte un'astronave che viaggia a velocità 0,6c.
La misura del tempo e dello spazio tra questi due sistemi non è più la stessa ed anche se una la consideriamo “arbitrariamente” come in quiete rispetto all'espansione dell'universo (quella del pianeta), l'altra non lo è più (non è più possibile ignorare il moto proprio).
Ognuno quindi ha le sue linee di simultaneità, come mostra la figura.
A me sembra che lo stesso Universo, composto di eventi, viene attraversato in modo diverso, per cui per un sistema prima esplode la supernova A e poi quella B, per l'altro prima esplode la supernova B e poi la A.
Nello spaziotempo il tempo è una coordinata come le altre.... è un po' come un cono che se viene sezionato orizzontalmente genera cerchi, se il taglio è più inclinato genera ellissi... il cono è lo stesso, ma le sue sezioni no!
Ossia lo stesso universo viene attraversato e letto (realtà) da strisce di universo differenti.. e l'invariante spaziotemporale è l'unica distanza che accomuna le due strisce.
Paolo
Il linea di massima dici bene. Tuttavia, il tempo proprio è quello che si misura sull'oggetto che si muove ed esso è sempre lo stesso. Ciò che cambia è il tempo proprio di un sistema visto da un altro sistema. E' per quello che dico che il tempo proprio è uguali per tutti i sistemi, perché esso deve essere misurato dall'orologio che viaggia con il sistema. Poi sappiamo anche che la minima distanza spazio temporale tra due eventi è quella che ha il massimo tempo proprio (vedi paradosso dei gemelli).
Nota anche che la distanza tra A e B è una distanza tipo spazio...
la distanza tra gli eventi che hai disegnato è di tipo spazio (ta-tb)^2<(xa-xb)^2
questo significa a che non c'è relazione fra i due eventi
uno è fuori dal cono di luce dell'altro
non è possibile invertire la relazione temporale fra due eventi aventi distanza di tipo tempo
per farlo bisognerebbe andare a velocità superiore a quella della luce
riassumendo, consideriamo il cono di luce del Big Bang e poi lungo ogni linea di Universo, ciascun "oggetto" avrà il suo cono di luce (sempre contenuto in quello totale). Dentro a ciascun cono singolo può capitare quello che si vuole, sia nell'ambito della RR che della RG. Ogni oggetto avrà lo stesso tempo proprio, che sarà poi lo stesso per qualsiasi oggetto in movimento all'interno del cono singolo. Ovviamente, fuori dal cono di luce del Big Bang non esiste niente... nel senso di Minkowski o al limite qualcosa che non ha nessun legame con lui...un altro Universo?
Vi convince?
Fuori dal cono, nessuna pietà...
Che ne penso? Che sia in discorso di lana caprina, probabilmente irrisolvibile. Cos'e' la realta' ? Se, per semplificare, e' forma e colore, si puo' pensare che forma e colore siano oggettivi? Tra l'altro ho anche dei dubbi che la realta' oggettiva si possa vedere dal di fuori del mondo, ammesso che abbia senso , perche' l'osseratore eventuale dovrebbe a sua volta essere "uno solo" per essere oggettivo o tanti, uguali a lui e nelle sue stesse condizioni di osservazione. Un Dio, degli Dei ? Boh.
Faccio fatica comunque a pensare che non ci sia una realta' oggettiva.
In certi momenti penso che sia quella matematica la rappresentazione oggettiva della realta'. Poi mi dico che e' solo un modo come un altro per rappresentare la realta'. L'equazione di una circonferenza. ad esempio, e' uguale si' per tutti ma solo per quelli che usano lo stesso Sistema di riferimento. Pero' se cambio Sistema di riferimento, l'equazione cambia ma rappresenta sempre la stessa circonferenza. Ma la stessa cosa succede anche per due osservatori che hanno visioni diverse dello stesso oggetto, magari in tempi diversi Allora .... arriboh!
Comunque quello che chiamiamo presente,sembra sia oggettivo,per chi riesce a prenderlo.Altrimenti si rivolga al passato, che quando fa capolino, si è già trasformato in informazione.Sul futur non c'è certezza,sia in altezza che in lunghezza.L'unico che avrebbe potuto dircelo è il povero muone,grasso esponente della nobile dinastia degli elettroni,ma è morto come quel greco a maratona,certo Filippide,di mestiere emerodromo.Abbiamo vinto disse,ma non ebbe il tempo di dire come.
Fai attenzione, Gianni, a non farti sentire da Minkowski... per lui il presente non esiste...
"bellissime analisi... ma si sconfina quasi sempre in una visione della realtà che è legata strettamente alla decisione umana... Possibile che non si riesca a definire la realtà senza introdurre questo perverso abitante del cosmo?"
E come si fa?
Secondo me, tutto questo "casino" della "realtà" di che cosa sia, di come sia o possa essere definita e definibile, nasce da un assunto non dichiarato, tanto fa parte di noi, del nostro esistere biologico: l'uomo è la misura di tutte le cose (ma chi l'ha detto, ma quando mai!?!?) Per cui se non capisco le "cose" della realtà fisica, cerco di spiegarmele come posso (MQ, RR, RG. QED, fisica newtoniana etc etc etc): se qualcosa non torna metto in discussione la realtà, i metodi di analisi, le strumentazioni etc, ma non me stesso (come specie Homo sapiens).
Gli australopitechi avevano un volume cerebrale di 400-500cc circa; Homo abilis aveva un cervello di 700 cc circa; H. erectus, circa 1000 cc; H. sapiens 1500 ca.
Se di cc cerebrali ne avessimo 2000 o 2500? Se con 3-400 cc in più si facevano salti comportamentali e cognitivi ...pazzeschi, figuriamoci con 1.000 cc in più quanto potremmo fare in termini di conoscenza!
Forse siamo noi ad essere limitati (e non solo, credo, per la capacità endocranica), ma non lo accettiamo, non lo prendiamo proprio in considerazione; diamo per scontato, tanto scontato che non lo diciamo neanche (un assunto silente, non dichiarato), che noi possiamo conoscere l'universo, che non ci manca nulla per poterlo fare: se siamo qui, è perché possiamo conoscere l'universo; noi siamo il top: abbiamo quanto basta e quanto serve per poterlo fare. Questo è l'assunto misconosciuto. A parte le limitazioni fisiche (occhi molto più piccoli degli specchi dei grandi telescopi - dimensioni eccessive che non ci permettono di entrare dentro un protone o nello spazio tra le molecole che costituiscono una gamba della mia scrivania - la seconda gamba, quella scientifica di Eddington) ho tutto quello che mi serve per capire l'universo, tutto ciò che contiene, tutto ciò che esso è.
Ma così non è: io (come specie), piaccia o no, sono il frutto di un processo evolutivo che, come per tutte le altre specie, ha fatto della mia non la migliore specie, quella ottimale (per che cosa, poi?) e nemmeno (target ben più modesto) una specie perfettamente adattata al suo ambiente (!?): basta che ho la possibilità di trovare il cibo, di sfuggire come meglio posso a chi vuole fare di me il suo cibo, basta che riesco a procreare per assicurare continuità alla specie... all'evoluzione poco importava della conoscenza dell'universo; non c'erano spinte evolutive, pressioni selettive che potessero spingere in quella direzione. Mi basta, biologicamente parlando, e per quanto riguarda la conoscenza, una buona conoscenza del mio ristretto habitat, quello in cui ho la mia nicchia ecologica. Tanto basta e avanza. Tanto è vero che, per esempio, io ho tre recettori per il colore, mentre bestioline che non sanno nemmeno chi è Mozart ne hanno 12.
Probabilmente, la realtà (se ammettiamo che ne esista una anche se nessuno la guarda), è molto più complessa di quello che mi serviva conoscere di essa, della ristrettissima parte di essa in cui sono chiamato a svolgere, con successo (pena l'estinzione della mia specie), la mia professione biologica.
Per cui, quello che non capiamo, le contraddizioni con la nostra realtà quotidiana (quella che biologicamente mi serve e mi basta conoscere) più che essere un limite, è un indizio di cosa sia veramente la natura del mondo fisico e la mia limitata natura biologica (piaccia o no). Vado comunque avanti a misurare lunghezze, a pesare atomi ed elettroni, a studiare scimmie e ad indagare stelle, come se non avessi limiti: però devo sapere che, forse, c'è e resta sempre qualcosa di inconoscibile data la natura mia limitata e quella del mondo fisico (con questo non apro porte a religioni, credenze o altro: le rispetto, ma io continuo a misurare... asintoticamente avvicinandomi sempre di più).
Abbiamo bisogno di rappresentarci il mondo per quello che ci serve a svolgere, in una limitatissima porzione di esso, la nostra professione biologica, e a ciò ci ha forgiato l'evoluzione. I fisiologi della percezione dicono dei nostri "a priori", talmente profondi e rapidi che neanche ci accorgiamo di averli. La realtà è molto complessa (come ci dimostrano RR, RG, MQ etc); noi siamo biologicamente limitati a comprenderla ma anche, nonostante questi limiti, biologicamente sufficienti per vivere; per cui, quegli a priori fisiologici, deformanti e limitanti, non disturbano il nostro vivere anche se ci ostacolano nella comprensione della realtà nella sua totalità. Qualcuno si è accorto di questo, forse lo ha intuito: "Se le porte della percezione fossero purificate - (se eliminassimo quei filtri, pur nella nostra limitatezza da Homo sapiens con appena 1500 cc di cervello) - l'uomo vedrebbe ogni cosa per come essa è realmente: infinita". Alla fine di un suo articolo, il fisiologo della percezione che riportava questa frase di W. Blake, aggiungeva (cito a memoria) ..."se le porte delle percezione fossero eliminate, l'uomo sarebbe sopraffatto dalla natura infinita delle cose". Per cui, quindi, meglio così, teniamoci le nostre porte: non solo non ci disturbano nella nostra professione biologica, ma forse sono necessarie, adattative, per non essere sopraffatti dalla complessità del mondo: non capiremo mai come un fotone possa essere particella e onda (per esempio), e staremo lì ad arrovellarci per anni e anni ancora: ma la realtà, forse, è proprio quella e non potrò percepirla mai nella sua intierezzza perché l’evoluzione mi ha forgiato così, anzi, vistane la complessità (solo “intuita, grazie a MQ, RG etc) meglio così, sembra dire quel fisiologo: la mia semplicità è una necessità adattativa. Questo portatile chissà cosa sarebbe se lo potessi vedere a "porte purificate"; ma se eliminassi le porte, sarei sopraffatto da ciò che vedrei (e questo non è adattativo, quindi sarei stato selezionato contro e la mia specie, oggi, non sarebbe qui). Perché vedo il mondo così come lo vedo? Perché io sono (data la realtà fisica di esso, limiti miei a parte) l’esperimento, l'indagine che lo fa collassare nella forma in cui lo vedo.
Come è in realtà, nella sua essenza!? E chi può saperlo?
Una volta, un amico (un fisico) mi chiese se di un protone che stava da solo nell'universo, un universo in cui non ci fosse assolutamente null'altro che quel protone, si potesse dire che si muoveva. E rispetto a che? Gli risposi.
Se nello stesso universo ci fosse un solo protone... come si potrebbe definirlo, come se ne potrebbero individuarne le caratteristiche? Che protone sarebbe?
Non sarei un uomo, però, se non provassi e riprovassi ad indagarlo, l’universo, a capirlo, a studiarlo. Porte o non porte...
Credo che, quello della conoscenza della "realtà fisica", sia un problema interdisciplinare.
Non volevo dilungarmi tanto.
cari amici,
bellissime disquisizioni e tutte sicuramente sensate, anche se ormai siamo andati fuori dal campo prettamente fisico. Sono io il primo ad ammettere che la realtà non può fare a meno di coinvolgere altre discipline e la limitatezza del nostro pensiero. Tuttavia, allo stato attuale delle cose, è possibile descriverla in modo abbastanza generale. Non cerchiamo di descrivere come sia fatta la realtà, ma solo come possa essere descritta. Una rappresentazione che mi sembra la più vicina (ammettendo per vero tutto ciò che le teorie attuali "abbastanza" confermate ci regalano) sia proprio il cono di luce del Big Bang. Ovviamente essa fa parte del mio modo di vedere e lungi da me imporla come la verità. Ci mancherebbe...
Pensiamoci un attimo:
Questa è la realtà fisica o, almeno, secondo me, la sua migliore rappresentazione nello spaziotempo di Minkowski: la velocità della luce non può essere superata da oggetti concreti; tutto è nato dal Big Bang, il tempo proprio è uguale per tutti... Di sicuro la figura crea non pochi problemi nell'essere perfettamente compresa, dato che nasconde in sé anche le idee sull'evoluzione del Cosmo in generale. Altre possibilità più o meno comprensibili, potrebbero fare uso di coordinate comoventi o altri parametri, uscendo però dalle coordinate di Minkowski. Io direi di fermarci qui, in attesa di nuove rivoluzioni fisiche (non mi fido, però, tanto del volume del cervello umano...lo trovo un organo in decadenza impressionante. Forse ci vorrà una nuova razza per superare quello che ha realizzato quella dell'homo sapiens (sapiens una volta sola...).
Vi prego, però, non cercate di andare più a fondo della figura che inserisco... Ho bisogno di vacanza e di relax... Al limite, se proprio lo volete, potrei darvi qualche link...
Intanto, però, un GRAZIE enorme a tutti per come hanno saputo affrontare, con logica, intelligenza, delicatezza, signorilità, l'argomento, che, in moltissimi altri blog, avrebbe portato a insulti e ad arroganza gratuita. La nostra umiltà è segno di grande razionalità e volontà di sapere, mettendosi sempre in discussione... Dobbiamo esserne orgogliosi!!
La realtà, restando a quella di nostro interesse, ossia quella fisica, non credo sia nota una volta per tutte e per sempre. Il Fisico elabora teorie , ne prova la correttezza con la verifica sperimentale, ma fino ad una nuova sua interpretazione , che magari, come caso particolare, incorpora quella precedente (vedi gravitazione di Eintein e quella di Newton). Ogni volta si ritiene di avere una vista sufficientemente nitida della realtà fisica, ma ecco che puntualmente la vista torna sfocata a causa della scoperta di fenomeni prima ignoti. In fondo quanto detto sin qui tra noi è solo l'inizio...
http://ithaca.unisalento.it/nr-5_2015/articolo_IIp_06.pdf
non fa una grinza, caro Arturo!
Nel mio commento precedente: "L'ultimo intervento di Enzo: Quindi niente percezioni soggettive o cose del genere. L'unica vera realtà la dovremmo chiedere al Big Bang e al suo cono di luce mi sembra che un'ottima conclusione. Se lo scorrere del tempo è legato, per la R.G., al campo gravitazionale, abbiamo avuto ed avremo sempre un tempo cosmico unico oggettivo nei punti di minimo che possiamo utilizzare per misurare l'età dell'universo e, nello stesso tempo, un riferimento della vera realtà." non credo di aver spiegato il mio punto di vita. Enzo possiamo considerare il Cono di Luce legato all'osservatore mentre possiamo dare un valore oggettivo al campo gravitazionale e di conseguenza al tempo ad esso collegato? Per questo ho pensato ad una realtà oggettiva al di fuori dell'osservatore. Altrimenti come possiamo assegnare un'età all'universo?
caro Gimar,
l'età dell'Universo è la stessa per qualsiasi sistema che fa parte del cono di luce del Big Bang. Come vedi nelle figure che ho inserito prima, il tempo cosmico è il tempo proprio (lungo l'iperbole di calibrazione) di ogni linea di Universo. La figura rimane la stessa se cambiamo sistema. Ogni cono di luce odierno di una linea di universo è uguale al nostro, per quanto riguarda il tempo passato dal Big Bang. L'età è oggettiva, non soggettiva.
Che cos’è la realtà fisica? Sembra facile rispondere, ma dovunque andiate a cercare troverete un descrizione diversa. La realtà dovrebbe rappresentare il massimo dell’oggettività. In altre parole, la realtà fisica dovrebbe essere uguale per tutti. E già ci troviamo di fronte a un paradosso enorme: non sappiamo definire ciò che dovremmo considerare come un qualcosa di unico e uguale per tutti. Come inizio è veramente disastroso…
Enzo, mi sono concentrato, per i miei commenti, su questa tua frase: La realtà dovrebbe rappresentare il massimo dell'oggettività. Va sicuramente bene il cono di luce (si può dire senza passato?) con origine sul Big Bang e quindi non legato a nessun osservatore, il B.B. è uguale per tutti ed è in ogni direzione. Ma per cercare qualcosa di più vicino ho pensato che potessero andare bene anche i punti di "minima" gravità lontani per esempio dai superammassi che rispetto al B.B. dovrebbero avere un'età e un'evoluzione temporale equivalente. Naturalmente sono idee complesse che faccio fatica a seguire. Mi piacerebbe il tuo punto di vista (sono affascinato dal tempo, magari un tuo articolo
).
In realtà, la mia opinione vale quanto la tua su argomenti del genere...
Posso dire che qualsiasi punto del cono di luce del Big Bang, inteso come rappresentazione di Minkowski, soddisfa le tue esigenze. In esso non vi è gravità... ed è un po' come lo sfondo su cui mettere le masse e la gravità.
Una realtà di base, su cui si inseriscono i vari attori dell'Universo e le leggi e le interazioni che li governano.
Sempre che abbia capito bene il tuo concetto...
Riguardo al tempo, il nostro amministratore "capo" (Super mago Alex) aveva scritto qualche articolo. Prova a cercarli sotto tempo o chiedi a Scherzy che è un prodigio nel trovarli... Ah... aspetta, aspetta, forse li trovi direttamente nella rubrica...
Io, al momento mi sto dedicando al passo successivo del diagramma di Minkowski, quello che ci permette di mettere in grafico anche i buchi neri... ma devo andare con calma per non appesantire e rendere il tutto più semplice possibile!
Caro Gimar,
Enzo si riferisce a questi articoli scritti da SuperMagoAlex. La serie non è ancora terminata, ma non perdiamo le speranze... sicuramente il nostro SMA lo farà non appena i ritmi di lavoro, intensificatisi negli ultimi tempi, glielo consentiranno!
Sicuramente qualche commento e/o richiesta di spiegazioni potrebbe costituire uno stimolo per lui...
Grazie mille