Ok, Loris, ma questo cosa aggiunge di nuovo o di diverso al principio di relatività semplice ? Questo afferma che la "distanza" (misurata nello spazio-tempo) tra 2 eventi P1 e P2 è sempre la STESSA in TUTTI i sistemi inerziali, indipendentemente dal fatto che il problema presenti o meno simmetrie fisiche. Ecco perchè invitavo a non "reinventare" l'acqua calda.

Probabilmente non sarai d'accordo, ma quello che secondo me 'insegna' (o meglio, aiuta a comprendere) il principio che ho esposto, e illustrato nei miei vari esperimenti ideali, è che la dilatazione temporale per effetto della sola velocità relativa è un effetto 'prospettico', che non conduce a reali dissincronie: quello che ho sostenuto sin dai miei primi post in questo forum, quando si discuteva del paradosso dei gemelli (ricordate? io sostenevo che solo le fasi di accelerazione potevano comportare effetti reali di dilatazione temporale, ma non le fasi a velocità costante).

Infatti, Loris, divergo completamente dalle tue conclusioni. Che dilatazioni temporali e contrazioni delle lunghezze siano effetti relativistici, lo abbiamo ripetuto fino alla noia. Che la dilatazione temporale, come effetto reale, non dipenda da tratti a V costante è una tua opinione che non capisco da dove discende. Ma se non sei convinto chiedi a muoni e pioni che si formano in quota come fanno ad arrivare alla superficie terrestre (essi nascono, vanno a velocità costante prossima a c, e muoiono, il tutto senza accelerazioni).
Dove sta in questo caso l'effetto "prospettico" come tu lo chiami ?

Si sarebbe dovuto capire da dove discende la mia convinzione: dal quel 'principio di simmetria' che ho formulato in un post precedente. Tu citi evidenze empiriche (il comportamento dei muoni) che apparentemente sono in contrasto con questo principio. Tuttavia, se non vogliamo incorrere in paradossi insormontabili (dopo ne faccio un esempio) piuttosto che rinunciare al principio di cui sopra forse è il caso di rinunciare alla assoluta relatività dei sistemi di riferimento: ossia, dovrebbe esistere un sistema di riferimento privilegiato rispetto cui la velocità è assoluta, e allora sì che il comportamento dei muoni diventa comprensibile. Ho scoperto che le mie perplessità sono sostanzialmente identiche a quelle che turbavano il sonno di Herbert Dingle negli anni '50 e '60. Leggete questo commento al sillogismo di Dingle:
Il documento completo lo trovate al link http://www.brera.unimi.it/sisfa/atti/1996/selleri.html (fra gli atti del XVI Congresso di Storia della Fisica e dell'Astronomia, Como 23-24 maggio 1996). Condivido in pieno queste affermazioni: come vedete non si tratta di mie fantasie strampalate (non a caso Dingle era un professore di Storia e Filosofia, non un fisico di professione, e a quanto pare come il sottoscritto non si accontentava di accettare le 'evidenze empiriche' senza comprenderne il significato).

Faccio ora un esempio di paradossi cui si va incontro rinunciando al principio di simmetria.
Torniamo ai due treni in corsa e supponiamo che al centro di un vagone, su ciascun treno, dove c'è l'osservatore, ci sia anche un cannone muonico che spara un fascio di muoni in direzione del moto, ad una determinata velocità inferiore a c (non importa quale, purché identica nei due cannoni). Supponiamo che, con treno fermo, la vita media dei muoni sparati sia talmente breve da non consentire a nessun muone di raggiungere l'inizio del vagone sucessivo (supponiamo che muoiano proprio appena prima dell'inizio del vagone successivo, dove si è posto un bersaglio).
Ora mettiamoci nei panni di uno dei due osservatori: ci consideriamo in quiete, e sparando con il cannone vediamo effettivamente che nessun muone sopravvive tanto da colpire il bersaglio posto all'inizio del vagone successivo. Ora però osserviamo l'altro treno che ci incrocia e vediamo l'altro osservatore che spara con il suo cannone. Dal nostro punto di vista i muoni sparati sul treno in corsa devono viaggiare più velocemente dei nostri, perché la loro velocità si compone con quella elevatissima del treno (pur restando inferiore a c). Di conseguenza i muoni sparati sul treno in corsa sopravvivono più a lungo dei nostri: diciamo che sopravvivono proprio quel tanto in più che consente ai muoni di colpire il bersaglio. Pertanto, dal mio punto di vista i muoni sparati sul treno in corsa colpiscono il loro bersaglio, mentre i miei no. Ora avrete già capito dove si va a finire: basta rovesciare il punto di vista e mettersi nei panni dell'osservatore sul treno in corsa. Da questo nuovo punto di vista le conclusioni devono essere esattamente opposte e incompatibili con quelle precedenti: non c'è più relativismo che tenga, un bersaglio o è colpito o non lo è, e l'unica soluzione congruente e che o tutti e due i bersagli sono colpiti, o tutti e due non lo sono.
A meno che, appunto, non si debba fare riferimento ad un sistema rispetto cui misurare la velocità assoluta dei muoni...

Per non appesantire questo post, rimando ad un altro post successivo l'illustrazione di un altro paradosso che la mia fervida fantasia ha partorito, e che al momento non riesco a risolvere se non introducendo appunto il concetto di velocità assoluta.

Chiudo manifestando alcune perplessità in merito all'applicazione della relatività ai fenomeni microscopici e quantistici. Sappiamo che al momento non esiste alcuna concezione che metta insieme RG e MQ, teorie per certi versi difficilmente compatibili, forse proprio perché sono nate prendendo in considerazione fenomeni di scala e natura diversa. Mi chiedo, ad esempio, che significato possa avere parlare di 'orologio interno' ad una particella elementare, quando l'età che si attribuisce alla particella stessa (e quindi il tempo trascorso per il suo orologio interno) non è che un risultato puramente statistico, affetto dal principio di indeterminazione... Credo sia cosa diversa parlare, ad esempio, dell'effettiva età di un essere umano. Che vi risulti, nessun altro ha mai espresso perplessità simili?

Cio' che hai riportato e' verificato tutti i giorni negli acceleratori di particelle.
Il muone a riposo ha una vita media di qualche milionesimo di secondo in un acceleratore di particelle,e rientriamo nel tuo esperimento, e' verificato che la vita media si allunga di 2..4...6.....10 volte per effetto della velocita'.
Questo come detto e' verificato e inconfutabile.

In relativita' se l'osservatore, stabilendo un intervallo di tempo,volesse riportare la geodetica che rappresenta lo spazio-tempo del muone avrebbe un diagramma tridimensionale della traiettoria circolare che salirebbe nell'asse del tempo ma che incurverebbe il proprio asse in quanto l'asse stesso del tempo a velocita' relativistiche viene ad incurvarsi.
(Su questo aspetto mi piacerebbe aprire una discussione con chi e' interessato)

Ho l'impressione che il denominatore comune dei tuoi interventi comunque sia il fatto di non voler accettare le conseguenze della relativita'.

Scusate, vi invito a non considerare l'argomento dei treni con cannone muonico del mio post precedente perché non è ben formulato. Mi limito ora ad osservare che comunque non mi pare ci sia simmetria fra la situazione del muone e quella dell'osservatore a terra, perché l'emissione del muone comunque richiede energia (raggi cosmici che interagiscono con l'atmosfera) e comunque la si metta, abbiamo una particella che inizialmente è in quiete da cui poi all'improvviso scaturisce una particella in moto: si può dire che l'accelerazione è nulla, ma si potrebbe anche dire che è infinita...

Ne approfitto per illustrare l'altro caso che ho preannunciato nel mio post precedente.
Immaginiamo un toroide cavo, con superfici riflettenti, entro cui è alloggiato un osservatore con un dispositivo laser con due 'canne' contrapposte. Supponiamo che l'osservatore disponga le canne del laser tangenzialmente alla circonferenza interna del toroide e che spari due fasci nelle opposte direzioni: i fasci rimbalzano sulle superfici riflettenti finché non ritornano simultaneamente all'osservatore (che immaginiamo dotato di apposito dispositivo di ricezione).
Ora però immaginiamo di osservare il toroide dall'esterno. In realtà si trattava di una stazione spaziale in rapida rotazione intorno a un pianeta, proprio con il pianeta al centro, in maniera tale che la accelerazione centrifuga era esattamente bilanciata dalla accelerazione di gravità: ecco perchè l'osservatore non sperimentava alcuna forza.
In questo modo però le cose cambiano. un osservatore sul pianeta vedrebbe uno dei due fasci laser compiere un cammino più lungo dell'intera circonferenza, mentre l'altro un cammino più corto, perché dal momento del rilascio dei fasci laser il toroide ha compiuto una parte del suo moto di rivoluzione intorno al pianeta. Di conseguenza i due fasci laser non possono tornare simultaneamente all'osservatore in orbita: uno giungerà prima e l'altro dopo. Tuttavia, ciò è incompatibile con l'osservazione compiuta in orbita...

Per risolvere il problema, al momento non vedo altra soluzione che postulare l'esistenza di un sistema di riferimento assoluto rispetto cui misurare le velocità assolute... e un candidato come sistema di riferimento assoluto ce l'avrei: la singolarità del Big Bang.

No Simmetria, ti assicuro che non è così. Quel che mi interessa è mettere in rapporto le evidenze sperimentali con le premesse della relatività e le implicazioni teoriche che ne discendono.
Abbiamo sempre sentito ripetere che nella relatività non c'è un sistema di riferimento privilegiato (non c'è l'etere; anche se poi lo stesso Einstein ebbe qualche dubbio), dunque non ci sono velocità assolute, ma solo relative. Ebbene, il problema interpretativo insormontabile è questo: come possono darsi effetti assoluti in conseguenza di cause relative? Ripeto, non è opinione solo mia, a quanto pare, ma condivisa da fisici di professione (come hai letto in un post precedente). O la velocità produce effetti assoluti, ma allora è assoluta e deve perciò esistere un sistema di riferimento assoluto; oppure non esistono sistemi di riferimento assoluti, ma allora la velocità produce effetti relativi ('prospettici' come li ho chiamati io). Voi dite che le evidenze sperimentali confermano che la velocità produce effetti assoluti? Bene, allora esiste necessariamente un sistema di riferimento assoluto. A mio avviso non si scappa. Proviamo a risolvere il problema del toroide orbitante, senza un riferimento assoluto, e se ci riusciamo...

Allora, Loris, visto che hai gettato sul fuoco molta carne, vediamo di riflettere sulle varie questioni che poni.

1) Non esiste al momento teoria che unifichi MQ e RG, o almeno le contempli entrambe. L'ostacolo più grande è il principio di indeterminazione, che andrebbe inglobato anche nella fisica classica. Attualmente però la MQ tiene conto della relatività speciale, e bisogna ricordare che la RG è una teoria del campo gravitazionale. E guarda caso la MQ non riesce proprio a spiegare la gravità (almeno fino a quando qualcuno non osserverà gli ipotetici gravitoni). Per come la penso io i gravitoni potrebbero non esistere, e potrebbe aver ragione chi teorizza la gravità non essere una vera "forza", ma solo un effetto secondario della materia necessario a bilanciare l'energia positiva associata alla materia stessa in modo da avere un bilancio energetico nullo; ciò ovviamente vale in un universo chiuso in cui l'energia totale debab essere esattamente zero.

2) Ricerca del famoso sistema privilegiato (quello assoluto). E' praticamente dal 1905 che esiste una schiera di fisici (ma per lo più filosofi, più che fisici) che avversa la teoria della relatività con varie argomentazioni, in cui ritorna sempre il famoso ritornello dell'etere. Ricordo che Einstein non a caso chiamò inizialmente la sua teoria "Teoria degli Invarianti", poi prese il nome di relatività. In effetti alla base c'è la ricerca non solo delle trasformate per passare da un sistema all'altro (relatività) per rendere invarianti le leggi della fisica, ma, fondamentalmente, una nuova definizione di spazio e di tempo. E questa nuova definizione porta a ciò che molti fisici ancora oggi non hanno ben capito: ovvero lo spazio-tempo che diventa il substrato ASSOLUTO della realtà fisica. E' solo quando si estrapolano separatamente le coordinate spaziali e temporali che perdiamo il carattere di assolutezza.

3) Su muoni e pioni; attenzione, quando i raggi cosmici collidono con la parte alta dell'atmosfera, vengono creati pioni e muoni. Quindi non abbiamo particelle in quiete che improvvisamente vengono accelerate, ma creazione di particelle che viaggiano a velocità di circa 0.97c e caratterizzate da un tempo di vita medio di 2uS (le radiazioni cosmiche viaggiano a velocità c). Potrà sembrare paradossale, ma invece di percorrere 500/700 metri tali particelle arrivano a superficie (10 Km), come se la loro vita media si fosse allungata e il percorso contratto. Non esiste altra teoria al di fuori della relatività che predica questo comportamento. Ovviamente il muone non ha coscienza di aver vissuto più a lungo e di aver percorso uno spazio inferiore. Per lui è la terra che gli va incontro a velocità vertiginosa. Come si fa a pensare che il muone è sottoposto ad una accelerazione quasi infinita visto che la radiazione che lo crea viaggia già a velocità c ?

4) I treni contrapposti. In questo esempio hai implicitamente supposto l'esistenza di un osservatore in quiete sulla banchina rispetto ai quali i treni si muovono con velocità +V e -V rispettivamente. Ma la simmetria di questo problema è un caso particolare, perchè potresti anche individuare un sistema di riferimento rispetto al quale un treno è in quiete e l'altro si muove a velocità 2V. Ogni treno ha il suo tempo locale: dove sta la situazione paradossale ? E dove sta la fondatezza di questo tuo principio di simmetria ?

5) Evidenze empiriche. Fino a prova contraria la fisica si basa sulle osservazioni, altrimenti facciamo metafisica. La relatività sarà pure completamente sballata ma fa ottime predizioni. Fose allora sono le considerazioni filosofiche ad essere incoerenti.

6) Dilatazioni temporali che dipendono solo dalle accelerazioni. I satelliti orbitanti stanno lì a dimostrarti che ci sono 2 contributi: uno per il campo gravitazionale ed uno per la velocità relativa. E' chiaro che se io metto un orologio sulla superficie del sole, il sincronismo con il satellite terrestre cambia totalmente: sia perchè cambia il campo gravitazionale, sia perchè cambiano le velocità relative. E i muoni stanno lì a dimostrati la stessa cosa: la velocità relativa causa dilatazioni temporali.

7) Effetti assoluti. Qui non si capisce bene cosa intendi per effetti assoluti prodotti da cause relative. O meglio si capisce se torniamo nuovamente ai concetti di spazio assoluto e tempo assoluto della fisica newtoniana. Ripeto, il sistema di riferimento assoluto esiste, ed è lo spazio-tempo: (con o senza etere). La dilatazione del tempo non è un effetto assoluto, perchè la grandezza "tempo" è essa stessa non assoluta; chi ha mai parlato di effetti assoluti ?

8) Singolarità del Bing-bang; lasciamola perdere, visto che essa potrebbe non esistere. Inoltre qualsiasi massa causa singolarità, visto che il campo diventa infinito al suo centro. Esistono soluzioni delle equazioni di campo della RG che non prevedono singolarità iniziale, quindi potrebbe non esserci stato alcun bing-bang. In ogni caso, visto che in una singolarità vengono meno le leggi fisiche, non si potrebbe certo mettere l'origine di un ipotetico sistema di riferimento in una singolarità.

Sul tuo ultimo esempio dei 2 fasci laser sull'astronave, pensaci bene. A parte che è un noto fenomeno che si spiega con la meccanica classica, senza ricorrere alla relatività, ma dove sarebbe l'incongruenza dell'osservazione ? E dove entrerebbe in gioco il sistema assoluto in quiete ?

Ciao Eretiko,

vorrei un chiarimento su questo tuo enunciato:

"Ripeto, il sistema di riferimento assoluto esiste, ed è lo spazio-tempo"

Cosa intendi esattamente dire sostenendo che l'unico assoluto esistente è lo spazio-tempo ?

Intendi dal punto di vista meramente geometrico-matematico oppure concretamente fisico ?

Per il resto dei punti che hai sintetizzato sono pienamente d'accordo.

Grazie
Andrea

Se qui ti riferisci al più antico esempio dei due treni con orologi su ciascun vagone, mi pareva di aver già precisato che non intendeva enunciare un paradosso, ma illustrare l'uguale scorrere del tempo nei due treni-sistemi. Se invece ti riferisci all'esempio dei treni con cannoni muonici, in un post successivo ho pregato di non considerarlo perché mal formulato. Riformulo ora proprio quest'esempio per trarne le conseguenze che mi sembrano corrette.
Immaginiamo i muoni come piccoli proiettili che viaggiano a velocità inferiore a c e dotati di un cronometro che segna il trascorrere del tempo proprio. Immaginiamo un osservatore O che disponga di un cannone muonico a due canne contrapposte, e due dispositivi di ricezione dei muoni, posti equidistanti dall'osservatore e allineati con l'osservatore. Quando l'osservatore spara con il suo cannone, i cronoproiettili muonici raggiungono, naturalmente, i rispettivi bersagli contemporaneamente per l'osservatore; inoltre, come è ovvio, il tempo segnato dai cronoproiettili è il medesimo (non importa quale rallentamento abbiano subito i cronoproiettili, comunque il tempo segnato è lo stesso). Immaginiamo ora che questo laboratorio sia in movimento rispetto ad un osservatore O'. Rispetto a questo le cose non sono così banali. Quando il cannone spara, O' vedrà i cronoproiettili raggiungere i bersagli non simultaneamente, ma prima quello che viaggia in senso opposto al moto di O. Inoltre, vedrà che i percorsi compiuti dai due cronoproiettili non sono uguali (più corto quello compiuto dal cronoproiettile che viaggia in senso opposto al moto di O), e neppure sono uguali le velocità (minore quella del cronoproiettile che viaggia in senso opposto al moto di O). Però naturalmente restano identici i tempi propri segnati dai due cronoproiettili al termine delle rispettive corse: ciò del resto è in accordo con le previsioni teoriche, perché applicando le trasformazioni previste dalla RS per passare dal sistema O al sistema O' si giunge effettivamente a quel risultato (mi sono preso la briga di farlo ed effettivamente è così). Se introduciamo ora un terzo osservatore O", rispetto cui O viaggia in senso opposto rispetto a quanto vede O', si possono fare le medesime osservazioni, ma naturalmente rovesciate.
Riassumendo, per O' e per O" abbiamo che:
a) i due cronoproiettili viaggiano a velocità differenti, ma i rispettivi tempi propri trascorsi sono identici (ergo: inesistenza di un effetto - intrinseco ai muoni - di dilatazione temporale dovuto alla velocità);
b) i due cronoproiettili hanno avuto apparentemente vite di lunghezza diversa, ma non si tratta di un effetto assoluto bensì dipendente dal punto di vista, giacché per O' si tratta dell'uno, mentre per O" si tratta dell'altro ad aver goduto di vita più lunga (ergo: la dilatazione temporale è un effetto relativo al punto di vista).
Soffermiamoci sul punto b. Voi potrete ribattere che proprio in ciò consiste la 'relatività' degli effetti, ma a me pare tanto un 'illusorietà' degli effetti. Possiamo continuare a chiamarli 'effetti relativistici', ma quando ho utilizzato l'espressione 'effetti prospettici' intendevo evidenziare la totale dipendenza delle conclusioni dal punto di vista in cui si pone l'osservatore, senza che l'oggetto di osservazione sia intrinsecamente toccato da tali effetti. In qualche modo sembra che questi effetti relativistici, più che 'fatti', siano interpretazioni che l'osservatore proietta sui fatti: qualcosa che mi ricorda molto i diversi giudizi che apparentemente posso pronunciare in merito alla lunghezza dei lati di un triangolo equilatero, qualora lo osservi non perpendicolarmente al piano su cui è tracciato, bensì lungo diverse linee visuali di scorcio.
E' probabile che per voi non faccia molta differenza, visto che non intacca la correttezza 'empirica' delle previsioni che posso fare con la teoria della relatività; ma per me fa un'enorme differenza di ordine epistemologico ed ermeneutico.

In seguito replicherò su altri punti.