Simone Lotti ed io abbiamo finalmente partorito un paio di avventure spaziali che dovrebbero chiarire "definitivamente"(ma con la relatività ristretta non si è mai sicuri...) le apparenti discordanze che erano apparse nell'articolo sul muone. La simmetria è rispettata, ma non la simultaneità: orologio che vai tempo che trovi!
Un lettore (silenzioso ufficialmente) mi ha prospettato un quesito di cui ho piacere di rendervi partecipi (poteva anche inserirlo direttamente come commento...).
Una soluzione numerica del problema del missile, preparato da Pippo con l'aiuto di Umberto...
Iniziamo, ponendo il quiz senza dare nessuno aiuto, tranne il dire che è necessario ricordarsi molto bene l’orologio a luce. Poi, tutto si risolve con un triangolo rettangolo a cui si applica il teorema di Pitagora. Non c’è bisogno di nessuna formula, ma solo di un po’ di geometria. Un bell’esercizio per capire bene il legame tra orologio a luce, il fattore gamma e la sua applicazione al diagramma di Minkowski. Poi, giuro, che vi lascio in pace (per un po’ almeno…). In caso di particolare difficoltà, inseriremo una parte capace di semplificare il problema...
Questo articolo (che fa parte della relatività speciale) è anche la soluzione del quiz sulla contrazione di Lorentz che non si vede ma… c’è. Esso può essere spiegato, in prima approssimazione, con una geometria molto semplice e immediata. Per non smentirci mai, alla fine viene prospettato un nuovo esercizio di analisi matematica…
Siamo arrivati alla trasformazione di Lorentz, la base matematica della relatività ristretta e dello spazio di Minkowski. Essa segna il passaggio da Galileo a Einstein, dalla meccanica alla fisica. Vi sono molti modi per determinarla. Noi ne useremo uno matematico, in cui la logica ha un’importanza decisiva. Niente di veramente difficile, dato che i passaggi sono poco più che elementari, ma vanno ponderati con attenzione. Un articolo da digerire molto bene, essendo di pura ginnastica mentale.
Questo articolo non è facilissimo. Tuttavia, è in grado di mostrare come si possa disegnare in quattro dimensioni sul piano di un foglio, rispettando la teoria della relatività. Ormai siamo in grado di viaggiare con la nostra astronave a velocità spaventosa e ammirare anche Leonardo da Vinci (un po' deformato...).