Apprezzo l'incoraggiamento, che uso volentieri per continuare ad esprimere le riflessioni profane di chi crede che ogni segreto della natura possa essere svelato alla piu' complessa delle scienze soltanto se esso possa essere banalmente spiegato e compreso anche dal piu' ingenuo dei ragazzini; in questo senso vorrei ancora esprimere un dubbio molto banale ( sorto l'altra sera davanti al tg) sempre in ordine ad alcune riflessione sulla luce e la relativita' del moto; consideriamo una televisione che trasmette una partita di calcio del milan nel profondo spazio siderale, e due poltrone con relativo spettatore comodamente seduto ,in avvicinamento alla tv, ciascuna delle due a velocita' diverse lungo la propria triettoria con moto "rettilineo"...; per l'effetto doppler , lo spettatore sulla poltrona piu' veloce rischiera' di veder nella partita in avvicinamento giocare l'inter al posto del milan, lo spettatore un po' meno veloce potrebbe benissimo confondere il milan con il venezia ( verde-nero) , e un'eventuale spettatore ancor piu' veloce verso la partita potrebbe persino morire dopo essere stato investito da raggi ionizzanti ad altissima frequenza...; il dubbio e'...come e' possibile che la natura si comporti cosi' diversamente per ciascuno degli spettatori tranquillamente seduti ciascuno nel proprio rilassante e quieto sistema di riferimento? ...pure le navi in moto relativo osservate da galileo si muovevano, ma la natura , in ciascuna di esse, faceva sì che ci si potesse giocare a calcio sul ponte con le stesse regole del gioco.......
attendo osservazioni dagli eruditi nostri amici di discussione...

...ops!!!! dimenticavo...il vero fatto rilevante ...:e se la tv non fosse una per tutti? se ciascuno degli spettatori avesse la sua tv piazzata sul proprio sistema di riferimento? ...credo che continuerebbero tutti a vedere diversamente la stessa partita..., e quello troppo veloce rischierebbe ugualmente di subirsi le nocive radiazioni ionizzanti...

Carissimo Andrea,
L'esempio che hai riportato contiene un punto piuttosto deboluccio di Einstein, se giudicato col senno del poi e dopo circa mezzo secolo dalla dipartita del più grande genio della scienza contemporanea. Si tratta di una frase ricorrente nella sua spiegazione della relatività speciale (quella applicabile ai soli sistemi inerziali); la frase è pressappoco questa: "....Siano dati due sistemi di riferimento K1 e K2 in moto rettilineo uniforme l'uno rispetto all'altro... un osservatore solidale al sistema K1 vede.....ecc..... mentre un altro osservatore solidale al sistema K2 vede......ecc.....", ordunque gli osservatori sono più d'uno sicchè il confronto delle due osservazioni dovrebbe necessariamente avvenire su uno dei due sistemi K oppure tramite comunicazione tra due osservatori, a tutto questo non sembra che si desse particolare rilevanza. La "debolezza" del ragionamento risiederebbe, in definitiva, nel fatto che all'epoca non si pensasse neppure lontanamente al problema della unicità dell'Osservatore , cosa che oggi, seppure in modo non così esplicito, non è più un concetto tanto assurdo. Nel caso della spiegazione einsteniana, appena abbozzata, uno dei due osservatori è l'Osservatore universale, l'altro, che potremo pure chiamare osservatore (con la o minuscola, però) è parte della catena strumentale che collega l'Osservatore universale (l'IO, in altre parole) con l'osservabile dell'esperimento mentale di Einstein di cui si parla.
Non mi dilungo ulteriormente, mi limito a suggerirti di soffermarti a riflettere per capire come le difficoltà che tu hai presentato nel post svanirebbero d'un colpo se si considerasse un unico Osservatore e si declassassero gli altri a meri strumenti di osservazione.

...mi sono ricavato un adeguato ritaglio di tempo per provare a riflettere nel modo in cui mi hai consigliato;...ma le mie perplessita' rimangono, poiche' il dato empirico e' inaggirabile: correndo incontro alla luce le leggi della natura si comportano in modo diverso in tutti e tre i sistemi di riferimento, uno dei tre spettatori morirebbe di cancro per cause che negli altri due provcherebbero soltanto la gioia per un goal, e proprio per il fatto incontestabile che la luce si muovrebbe in tutti i sistemi sempre alla stessa velocita'; questa constatazione farebbe sobbalzare Galileo sul suo sgabello, perche' lui vedeva sulle sue navi in movimento l'una rispetto all'altra (e tutte rispetto al molo) che , a prescindere dal loro moto uniforme e da chi le osservasse, tutti i marinai svolgevano come al solito la loro vita di bordo nello stesso modo in cui l'avrebbero condotta da fermi o in movimento inerte rispetto ad ogni altro sistema di riferimento inerziale.
Tutto questo mi porta a concludere che vi sia un elemento di non relativita'sostanziale rispetto al quale la natura amministra le sue leggi in modo non certo invariante nei confronti dei sistemi di riferimento in moto l'uno rispetto all'altro.
La relativita' di spazio e tempo sembrava , in un primo momento ,salvaguardare al mio raziocinio l'uniformita' delle leggi di natura rispetto al fatto che la velocita' della luce rimane sempre la stessa rispetto al variare degli osservatori e dei loro sistemi di riferimento, questa idea di relativita' non riesce pero' ancora a togliere tutte le mie perplessita' sulla uniformita' del comportamento della natura.
Possibile che il nostro mondo di leggi fisiche debba cambiare a seconda del sistema di riferimento relativo a cui apparteniamo?...debbo soffermarmi ancora molto su questo genere di riflessioni, prima di poter far piazza pulita di ogni mio dubbio.

Caro Andrea, cari amici del forum,

Riguardo alla prima perplessità di Andrea, la mia supposizione sul plausibile (ma non certo) punto di debolezza riguardo alle argomentazioni di sostegno di Einstein (di cui non sono degno di sciogliere i calzari) alla teoria della relatività speciale, se presa seriamente in considerazione, potrebbe (ribadisco il condizionale) richiedere modifiche all'intera teoria della relatività e dare, probabilmente, spiegazioni alla perplessità di Andrea. Qui mi fermo lasciando la questione agli addetti ai lavori.

Riguardo alla seconda perplessità, dico, prima di tutto, che sono tra quelli che gongolano all'idea che nel sistema Universo, valga la iper-legge dell'invarianza delle leggi fisiche in relazione dei cambiamenti dei sistemi di riferimento. Prima di riesprimere il mio solito punto di vista ( solito solo per chi ha avuto modo e ragione di leggere alcuni miei interventi in alcune discussioni di questo forum), ricordo che su un "grattacapo" di relatività generale, si, proprio di relatività generale, visto che fu sollevato, mediante il noto esperimento mentale del secchio ruotante, nientemeno che da I. Newton! L'argomento del secchio fu ripreso da Ernst Mach nel suo famoso libro "La meccanica nel suo sviluppo storico critico" Ed. Bollati Boringhieri, l'esperimento sembrava, di primo acchito, smentire la relatività generale nel senso che non varrebbe sempre la iperlegge di invarianza delle leggi fisiche in relazione ai vari sistemi di riferimento; questo convinse Newton dell'esistenza uno spazio assoluto (quello che andrea richiama con i moli portuali di Galilei) semplificandogli la vita. Mach, cui, evidentemente, non era contrario all'allettante idea dell'invarianza delle leggi fisiche, risolse la contraddizione dell'apparente falsificazione del principio di relatività (realatività, notasi, già abbondantemente nell'aria prima che Einstein pubblicasse il suo primo lavoro sull'argomento) dicendo che la legge di invarianza vale, si, universalmente, ma bisogna comunque tener conto del fatto concreto che localmente devesi considerare la presenza e la distrubuzione delle masse dell'intero sistema. Il guaio è che così "localmente" devesi intendere l'intero universo che è il luogo di tutte le masse dell'universo stesso! Sta di fatto che con ciò Mach negava sostanzialmente, forse senza volerlo, le leggi di base della relatività, ma lo ringraziamo ugualmente.

Il mio punto di vista su tutte queste questioni sta nella necessità, che io convintamente sostengo, della unicità dell'IO, cioè, dell'Osservatore (non dell'osservatore con la o minuscola) e dell'Universo come unico sistema inscindibile e definito dalla sua Singolarità origine che è, appunto, l'IO diciamo pure, cartesiano. L'introduzione di questo Osservatore universale assoluto, portatore -seppure debole- della struttura logica dell'Universo, rimuoverebbe d'un colpo un sacco di problemi e contraddizioni sia nello studio sia degli eventi che diciamo fisici che di altra specie, anche teologici.

...mi sono soffermato a riflettere un poco sull'esperimento del secchio d'acqua rotante appeso ad un filo, in effetti ...in un primo momento si potrebbe pensare che sul sistema "secchio rotante" la realta' non sia per nulla relativamente uguale al sistema "secchio in quiete", cosi' come sopra un qualunque sistema in movimento rettilineo accelerato la realta' non pare uguale allo stesso sistema in moto rettilineo uniforme rispetto ad un altro sistema; qualche cosa ( lo spazio?) ,cioe', nell'accelerazione ,sembrerebbe discriminare il moto dalla quiete, cosa che apparentemente non succede nel moto inerte relativo degli oggetti, per il quale non sembra esistere discriminante ( cosa si muove rispetto a cosa? ); se invece consideriamo il fatto che la velocita' della luce non cambia in ragione del sistema su cui la si misura, allora scopriamo che la discriminante nel movimento dei sistemi permane anche fra moti considerati uniformi ed inerti, e qui permane anche la mia grande perplessita'.
Il fatto che possiamo leggere allo stesso modo lo stesso giornale sia sopra un treno che viaggi a 100 km orari sia sopra uno che viaggi al doppio della velocita' rispetto alle stesse rotaie, potrebbe farci illudere di poter proseguire tranquillamente la stessa lettura sullo stesso tragitto anche sopra un convoglio che viaggia in prossimita' della luce, se cosi' non fosse, si dovrebbe dedurre l'esistenza di un qualche elemento di riferimento unico che discrimini la relativita' dei sistemi in movimento.

Visto che si parla di secchie rotanti e del "principio di Mach", propongo un quesito apparentemente molto semplice. Come e' noto il famoso "pendolo di Foucault" dovrebbe dimostrare senza alcun dubbio il moto rotatorio della terra attorno al proprio asse. Ma siamo proprio sicuri di questa deduzione ? A rigore infatti non possiamo escludere che il movimento del pendolo sia dovuto ad una rotazione della volta celeste piuttosto che della terra, proprio perche' l'inerzia della terra stessa dipenderebbe da tutta la massa presente nell'universo. Ovviamente non metto in discussione il fatto che la terra ruoti, ma solo l'efficacia del pendolo di Foucault come esperimento cruciale che ne' dimostri il moto rotatorio.

nell'ambito della mia becera ignoranza in fatto di moderne e contemporanee teorie della fisica umana, tenderei comunque a dare delle ragioni a questo curioso esperimento del pendolo, se non altro perche' asserire delle due ipotesi quella secondo cui sia l'intera volta universale a girare intorno alla terra significherebbe di conseguenza asserire che o vi sono oggetti celesti che viaggiano a velocita' multiple rispetto a quella della luce , oppure che la distanza che li separa dalla terra sia solo apparente ed in realta' inifluente rispetto alla loro velocita' radiale rispetto alla terra; se pigliassimo un' asta infinitamente sottile quanto indeformabile ed incredibilmente lunga centinaia di anni luce alla cui estremita' legassimo una certa massa, e cominciassimo a far roteare questa massa a mo' di lazzo western, diciamo ad un giro al secondo intrno a noi , potremmo farle fare un giro di 2x pgrecox 100 anni luce al secondo mantenendo l'asta dritta dinanzi a noi? ...forse si...forse no...chissa'... !

Forse mi sono spiegato male: la prova del pendolo di Foucault parte dal presupposto che il piano di oscillazione sia modificato dalla forza di Coriolis (apparente) dovuta al movimento della terra rispetto alle stelle fisse. E' lo stesso argomento utilizzato da Newton con il secchio in rotazione: la curvatura della superficie dell'acqua e' dovuta alle forze centrifughe (apparenti) causate dal moto del secchio rispetto allo spazio assoluto. In entrambi i casi, secondo la dinamica newtoniana, si producono forze apparenti rispetto a un riferimento inerziale (le stelle fisse o lo spazio assoluto). Tutto cio' e' perfettamente coerente secondo la meccanica classica. Pero' se accettiamo il punto di vista di Mach gli stessi fenomeni si dovrebbero osservare anche se la terra fosse immobile e a ruotare fosse il sistema delle stelle fisse (fisse tra loro, non rispetto alla terra) o se ruotassero entrambe: in sintesi quelle che si chiamano forze apparenti (come quella centrifuga e di Coriolis) sarebbero il prodotto (reale) del moto relativo tra corpi e non l'effetto correttivo da apportare in riferimenti non inerziali (da qui l'idea Machiana che l'inerzia di un corpo isolato dipenda da tutta la materia presente nell'universo). Da questo punto di vista secondo me non si potrebbero quindi fare esperimenti in grado di rivelare il moto della terra, compreso quello con il pendolo di Foucault.
Ovviamente non esiste una teoria fisica che sia completamente conforme alle idee di Mach (la relativita' contiene implicitamente il principio di Mach, ma prevede anche l'esistenza di spazi privi di materia) pero' ad esempio il movimento relativo di campi elettrici e cariche elettriche produce come reazione delle forze magnetiche reali: perche' non ipotizzare allora che le cosiddette forze apparenti siano appunto la "reazione" al moto di un corpo in un campo gravitazionale ?

...credo di capire meglio,ora, cio' che volevi dire; e' molto molto suggestiva questa idea del Signor Mach, e mi dara' ancora molto da riflettere, anche se Newton , nonostante la sua apparentemente caduca classicita', rimane ancor piu' stupefacente nella sua disarmante analisi dei fatti naturali; quando consideriamo il piano dentro al quale oscilla il pendolo del Signor Foucauld , noteremo che di apparente non vi e' alcuna forza , ma soltanto la variazione uniforme della posizione di quel piano rispetto al riferimento terrestre , non sembra cioe' che vi sia una forza che spinga quel piano e l'intero creato a cui pare solidale accelerandolo o decelerandolo rispetto al riferimento terrestre , allo stesso modo in cui dal finestrino di un treno in manovra nella stazione possiamo notare comodamente seduti il movimento relativo ed uniforme di un altro treno che da fuori ci passa innanzi nella direzione opposta, si tratta cioe' di moti relativi fra oggetti, che quando sono tra loro vicini appaiono fra loro rilevanti , ma quando distano parecchio ( quanto?) diventano sempre meno rilevabili e meno apparenti e relativi da un sistema di riferimento all'altro; l'apparenza dei moti relativi pare rimanere tale solo per oggetti comparabili fra loro posti a distanze comparabili , ma se , per esempio, ci mettessimo di notte in mezzo alla piazza a girare su noi stessi guardando il cielo stellato, chi potrebbe mai pensare che l'intero universo cambi le proprie dinamiche intorno a noi a nostro piacimento? sappaimo che siamo noi a mutare consapevolmente il nostro moto rispetto all'universo,e non il contrario, perche' la relativita' del moto cede dinanzi alla nostra consapevolezza di non essere degli dei in grado di cambiare il verso della natura con una sola piroetta, ma in questo caso non e' la logica , ma solo la nostra certezza morale a darci un punto di riferimento.
Tutt'altra cosa sembra invece l'esperimento del secchio rotante, qui come noti giustamente insieme all'insuperabile Newton , compare una forza tangibile nel riferimento , così come compare in qualsiasi riferimento in moto rettilineo sopra il quale una stessa lampadina cambi il colore della propria luce senza subire alcuna mutazione intrinseca se non nel moto del riferimento stesso su cui essa si trova..., sembra esserci , cioe' , l'evidenza fattiva di un termine di riferimento che fonda l'esistenza concreta di cio' che percepiamo come movimento , e che si trova oltre il riferimento apparente dei sistemi inerziali in se' stessi , forse non si tratta dello spazio assoluto come lo intendeva Newton..., ma qualche riferimento assoluto pare davvero esserci;...materia per continuare a riflettere insieme su questo suggestivo tema dello spazio ce n'e' a josa