Continuiamo a prendere conoscenza con il diagramma di Minkowski. Abbiamo visto che la trasformazione di Lorentz trasforma un sistema di assi ortogonali in un sistema di assi non ortogonali. Per definire il nuovo sistema è, però, necessario ricavare l’unità di misura sui nuovi assi ottenuti con la trasformazione.
Rispondendo all’ultimo quiz sulla simultaneità, introduciamo ufficialmente il diagramma di Minkowski. Questa parte è estremamente semplice, ma il concetto deve essere compreso molto bene per non andare in crisi non appena introdurremo una nuova distanza invariante.
Questa è la prima parte della Teoria della Relatività Ristretta o Speciale. Si parte dalla relatività galileiana e si arriva agli effetti che derivano dai postulati di Einstein: dilatazione dei tempi e contrazione delle lunghezze. Facciamo conoscenza con la trasformazione di Lorentz , il passo fondamentale per passare da spazio e tempo a spaziotempo. Ricordiamo che l'intera teoria si riferisce SOLO a sistemi di riferimento in moto rettilineo uniforme tra loro. Non sono quindi valutate le deformazioni spaziotemporali causate dalla gravità e dalla sua accelerazione. La relatività ristretta è quindi una teoria perfettamente simmetrica e niente ha a che vedere con le deformazioni univoche causate dalla relatività generale. Negli articoli seguenti, si toccheranno le ripercussioni della relatività ristretta sulle varie grandezze fisiche (tra cui la celebre E = mc2) e la sua rappresentazione nel diagramma spaziotemporale di Minkowski.
Un attimo di pausa nella lunga avventura della relatività ristretta o speciale. Lo scopo finale è quello di rappresentarla in un diagramma spaziotemporale di estrema semplicità grafica e di leggera complessità interpretativa. E’ venuta l’ora di rivedere e ragionare sopra i concetti espressi finora, le basi di tutta la teoria. Poi continueremo nel nostro viaggio entusiasmante.
Prima di proseguire con lo sviluppo della relatività speciale, vediamo di confermare il suo secondo postulato: la costanza della velocità della luce. Lo facciamo, però, con un metodo osservativo veramente geniale ideato e verificato da De Sitter, una grande mente troppo poco conosciuta.
Iniziamo la relatività speciale sfruttando i viaggi spaziali e andando a cercare qualche “scoop” tra i responsabili di un astronave, che si sono appena risvegliati dall’ibernazione, resasi necessaria per spingerli fino a distanze fuori dalla nostra immaginazione. La confusione che nasce nell’equipaggio può essere risolta solo grazie a Einstein.
Lo, lo so, non picchiatemi. Avevo promesso di scrivere articoli brevi e invece ve ne propino uno piuttosto lungo. Tuttavia, ci sono almeno tre ragioni per non avere mantenuto la promessa. Innanzitutto, la prima parte riprende tale e quale quanto già scritto non molto tempo fa e quindi è né più né meno che un ripasso. La seconda è estremamente intuitiva e banale, soprattutto dopo aver seguito l’avventura di CE & Co. La terza, un po’ più “complicata”, non è divisibile: lo spazio-tempo galileiano deve essere mandato giù tutto assieme come una medicina… Non fatevi ingannare dall’apparente semplicità del diagramma. Deve diventare un amico fraterno e senza segreti se vogliamo proseguire verso quello di Minkowsky.