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Titolo: Il concetto di tempo in Fisica

http://www.youtube.com/watch?v=Ln6b_nBM-V8
 
 
Nel mentre ascoltavo questo brano musicale dove tre batteristi sembrano incontrarsi-scontrarsi, mi è venuto in mente ancora una volta qualcosa sul concetto di tempo così come viene usato in Fisica.
 
E' proprio il tempo(musicale) che rimane costante durante questa esecuzione musicale anche se le diverse improvvisazioni dei tre batteristi farebbero pensare a qualcosa di diverso.
 
Ed è proprio esattamente questo il tempo di cui si parla in Fisica, compresa ovviamente la teoria della Relatività.
 
Osservando attentamente il filmato musicale ci si accorge che la produzione del suono avviene perché c'è qualcosa in moto nell'aria che provoca le onde sonore. Il tempo dei tamburi, cioè il tempo di semiminima(tempo musicale) che rimane costante durante tutta la esecuzione è dovuto proprio a questo moto costante delle bacchette sui tamburi.
 
Il moto avviene secondo una determinata velocità. Per ottenere quindi un tempo più veloce o un tempo più lento ecco che bisogna aumentare la velocità(o diminuire la velocità) del metronomo. Il metronomo, così come l'orologio non è altro che un dispositivo a velocità costante.
 
In questo senso il tempo è relativo, cioè è relativo all'orologio rispetto al quale viene misurato un determinato evento. 
Ma per meglio comprendere questa relatività del tempo, a mio parere bisogna rendersi conto che il moto nel nostro universo segue una infinità di velocità ed ognuna di queste velocità è relativa alle altre. 
 
Facciamo subito un esempio.
Immaginiamo di trovarci nello spazio lontano dalla Terra, dove la distanza tra il nostro corpo e la Terra è davvero enorme e così rispetto ad altri corpi celesti. Il nostro corpo vaga nello spazio e non riusciamo però a percepire alcun moto del nostro corpo proprio perché non abbiamo corpi vicini che ci permettano di percepire il nostro moto.
 
Però possiamo percepire il moto del nostro braccio che parte dal fianco destro e si sposta verso il fianco sinistro, oppure il moto del braccio sinistro che si sposta verso il fianco destro e lo fa più velocemente del braccio destro.
 
Il moto delle nostre braccia è relativo al tronco che è fermo. Quindi noi possiamo pensare il nostro tronco come un sistema di riferimento, cioè qualcosa di fermo rispetto al quale poter comparare tutte le diverse velocità a cominciare da quella del braccio come nell'esempio appena svolto.
 
Il fatto ora di percepirci fermi rispetto a noi stessi ci darà la possibilità di stabilire una sorta di velocità di riferimento.  Questa velocità di riferimento è pari a zero ed è il moto del nostro tronco. La velocità delle braccia in moto rispetto al tronco non è mai zero, mentre solo il tronco è a velocità zero.
 
Ritornando al filmato musicale possiamo dire che la velocità di esecuzione è pari al tempo di semiminima che viene scandito ad intervalli regolari. Questo tipo di moto della semiminima non è pari a zero ed è misurato rispetto ad una velocità zero che è dovuta al corpo del metronomo che resta infatti immobile rispetto al pendolo che oscilla rispetto allo stesso.
 
 
Anzi, portiamo con noi questo metronomo nello Spazio e vedremo il corpo del metronomo rimanere fermo così come è fermo il nostro tronco e sia le braccia che il pendolo si muovono.
 
Questo moto del metronomo è quindi la velocità di oscillazione del pendolo e cioè la frequenza di oscillazione del pendolo. Questo che è in pratica un moto rotatorio(moto ciclico) ci da la possibilità di parlare della velocità in termini di oscillazioni(frequenza, periodo ecc) ed inoltre poter astrarre un concetto di moto ben più complesso che è il Tempo appunto.
 
Procedo ora con questa analisi proprio per spiegare la genesi fisica e biologica del concetto di Tempo.
 
Ovunque ci giriamo nel mondo fisico noi non vediamo il Tempo da nessuna parte. Quello che vediamo è il moto, diversi tipi di moto a diverse velocità e fu da queste diverse velocità che dovette emergere il concetto di Tempo nella mente umana e non solo nella mente umana.
 
Il bioritmo che scopriamo nei diversi organismi viventi non è altro che una frequenza, una sorta di timer che fa accadere degli eventi a distanze regolari, cioè a velocità regolari.
 
Parlare di distanze( spazio) e di velocità(moto) ci fa parlare di cose che subito richiamano il concetto di Tempo ma che possiamo anche fare a meno di usare.
Il Tempo quindi è il nome che noi abbiamo dato a questo genere di moto ciclico, come il moto circolare, il moto rotatorio. Questa ciclicità e cioè questa ripetitività ha una sua velocità che è poi la frequenza o il periodo. Il fatto che gli eventi si ripetono a distanze regolari o con una sempre uguale frequenza ha fatto scattare il concetto di Tempo nelle menti.
 
Ho però sempre pensato che il concetto di Tempo in questo senso non sia il frutto di una costruzione della Società ma di qualcosa a livello biologico capace poi di tramandarsi tramite il DNA. E questo fatto probabilmente è all'origine di una delle diverse vexata quaestio sul Tempo e cioè la sua esistenza o non esistenza.
 
Se diciamo che il Tempo nel mondo fisico(escludendo così la nostra mente, i nostri pensieri e la Società) non esiste ecco che rimandiamo il tutto al moto, come già faceva Aristotele. Ma la questione non si risolve perché rimangono i nostri ritmi interni, le nostre percezioni sensoriali, cioè la nostra capacità di fare da orologio cosciente del mondo reale, ed ecco che ci si convince del fatto che il Tempo è qualcosa di molto reale. In questo senso è reale l'orologio, che è quindi un costrutto mentale sul mondo reale.
 
La percezione del Tempo è un fatto reale così come la percezione del moto degli oggetti intorno a noi. Ma notiamo che si tratta di una interpretazione di un fenomeno fisico che è quello appunto del moto ciclico e quindi della frequenza. SI potrebbe fare perfino a meno del concetto di Tempo e parlare di distanze circolare e di moti che si ripetono con uguale velocità. Ma avremmo bisogno di definire una velocità di riferimento che in Fisica possa prendere il posto del Tempo.
 
Ed è esattamente questo il tempo in Fisica, cioè una grandezza che possiamo intendere come una velocità di base ben precisa rispetto alla quale riportare tutte le altre velocità. Immaginiamo ancora una volta il nostro corpo immerso nello Spazio lontano dalla Terra rispetto al quale misuriamo tutte le altre velocità. Il tronco del nostro corpo è fermo quindi, e potrà fare da sistema di riferimento. La velocità di riferimento è zero quindi. Ora ogni altra velocità potrà essere comparata con questa velocità zero.
 
Per poterlo fare senza usare il concetto di tempo, possiamo usare il numero di oscillazioni del metronomo. Pensando queste oscillazioni come costanti ecco che il metronomo farà tachimetro.
Infatti il tachimetro della nostra auto segna zero se noi rimaniamo fermi rispetto alla strada. Ora se sincronizziamo il nostro metronomo con il nostro modo rispetto a noi stessi ecco che anche il metronomo rimane fermo.
 
Però possiamo anche stabilire di essere comunque in moto rispetto alla Terra lontana e che questo nostro moto sia proprio rotatorio e pari alla velocità del pendolo del metronomo. Ora questo pendolo oscilla esattamente con la stessa velocità del nostro moto rispetto alla Terra.
 
Ovviamente qui il pendolo ha velocità costante e NON accelera visto che abbiamo escluso la presenza di campi gravitazionali.
 
Per convenienza possiamo immaginare un pendolo come questa astronave che vediamo in questo filmato:  
http://www.youtube.com/watch?v=q3oHmVhviO8
 
 
Sia la velocità angolare che le diverse velocità tangenziali sono costanti e non ci sono accelerazioni.
 
In tutto questo il concetto di Tempo non è presente e siamo riusciti a comparare le diverse velocità tra di loro. Però per i calcoli bisogna fare riferimento alla velocità zero del tronco del nostro corpo. Poi possiamo dire che la velocità angolare dell'astronave vale 1 v. v è l'unità di misura della velocità riferita proprio a questo tipo di moto ben preciso.
 
Tutto il resto verrà ora misurato rispetto a questo moto rotatorio cioè la velocità angolare della nostra astronave che vediamo nel filmato.
 
Con i nostri occhi ed altri strumenti ottici proveremo a misurare le altre velocità riferendole a v = 1 della nostra astronave. Per es possiamo dire che la Terra ruota più velocemente o più lentamente e questo dipende dalle osservazioni che andremo a fare.
 
Possiamo anche dire che un'altra astronave gira più lentamente rispetto alla nostra.
 
Così come compariamo le diverse velocità rispetto al tronco del nostro corpo che rimane per noi fermo, ora compariamo le diverse velocità rispetto al moto rotatorio della nostra astronave. 
 
 
Ed è esattamente qui deve essere avvenuto un salto biologico che si tramanda nel DNA. Questa rotazione della Terra su se stessa l'alternarsi di giorno e notte con tutti i ritmi naturali che ne deriva devono avere prodotto nei cervelli delle diverse specie animali( e quindi nel nostro) qualcosa che si tramanda a livello di DNA.
 
La sincronizzazione tra un metronomo(parlo di metronomo e non di orologio per evitare il concetto di tempo) esterno ed un metronomo interno è quello che bisognerà indagare.
L'orologio biologico c'è e si rivela con i bioritmi naturali che non sono tutti sincronizzati al millesimo di secondo con l'alternarsi del giorno con la notte.
 
GLi speleologi rinchiusi per es. in grotte profonde hanno ritmi precisi di 23 o di 25 ore per esempio, e questa mancanza di perfetta sincronizzazione ci fa parlare di un ritmo interno. Questo ritmo non è il Tempo ma un moto rotatorio, qualcosa cioè che oscilla, ovvero una frequenza, uno stato ecc.
 
Questa frequenza, questo moto ciclico, questo stato è stato chiamato Tempo interiore. Lo percepiamo per es da subito con il battito cardiaco nel grembo materno. La frequenza del cuore materno deve essere probabilmente alla origine del concetto di Tempo che quasi tutti i mammiferi placentati esperiscono a livello cosciente. Ed ecco spiegato il perché il concetto di Tempo vissuto si tramanda a livello di DNA prima ancora che a livello sociale, cioè a livello culturale.
 
Più che una analisi completa e definitiva questa vuole essere un ennesimo spunto, un presuppusto più o meno riuscito dal quale eventualmente partire per approfondimento, a cominciare dal presupposto stesso e verificarne la validità.
 
Si tratta penso di una impalcatura concettuale che metto un po' a fondamento di una analisi che dovrà essere approfondita in ogni possibile direzione. Tutto è insomma tranne che qualcosa di definitivo, mi rendo conto che bisognerà approfondire in diverse direzioni e che molti di questi approfondimenti sono stati gia fatti e magari potrebbero essere ricondotti a questo presupposto di partenza.
 
Come tutte le impalcature è necessaria per poter costruire ma non sarà più necessaria una volta che l'edificio teorico sarà quasi completato. Spero di non scambiare l'impalcatura con l'edificio come capita spesso:)
 
 
Grazie per il vostro aiuto e per la pazienza che avete avuto nel leggermi:)
 
Cordiali Saluti a tutti
Oceano

 � pari al tempo di semiminima
"tempo di semiminima" musicalmente parlando non mi dice niente... In musica 
si usa la parola "tempo" per indicare il "movimento" ovvero le parti di una 
composizione, la "misura", ovvero la divisione di una partitura (metrica) ed 
infine la "velocita'", tipo "allegro ma non troppo" o nella musica moderna i 
bpm (battiti per minuto), in ultimo una frequenza...
 
Ciao...
 
 

 Oceano
 
ciao
Massimo 

 ha scritto nel messaggio 
news:67838e43-a5ae-4c26...@googlegroups.com...

-----------
In parole povere, per non usare il termine "Tempo", invece di dire : " Ho 
impiegato 6 ore per andare da A a B", dovrei dire: " Ho impiegato 1/4 di 
rotazione della Terra".
Saluti.
Palmer. 

 del tempo?
 
Qualsiasi fenomeno dell'Universo, visto che "il tempo" fisicamente non causa 
MAI effetti e quindi fisicamente non esiste, il "tempo" e' il fatal error 
della fisica, l'errore di base che inchioda tutto, costringe a resettare e 
ripartire dai fondamenti! Oppure puoi tu indicarmi un *effetto fisico* del 
tempo, me ne basta uno piccolo piccolo ma misurabile (con strumenti 
operativamente definiti) per convincermi e farmi definitivamente abbandonare 
i miei "insani" propositi... :-)
 
PS: e' proprio per questo che ho scelto il mio nick:
http://en.wikipedia.org/wiki/Fatal_error
 

 ha scritto nel messaggio 
news:k66fb2$jqk$1...@speranza.aioe.org...

sai che pensandoci bene
mi hai quasi convinto,
ma mi manca una formuletta
del moto
ciao
Massimo 

 del moto
 
Possiamo affrontare la cosa a vari livelli, tutti basati su misure 
effettuate con strumenti *operativamente definiti* che misurano effetti 
fisici, il livello piu' "facile" da comprendere IMHO e' questo:
 
1) Astraiamoci dalla scena come "osservatori" per non portarci dietro il 
nostro "tempo", ovvero la nostra DS
2) Prendiamo quale "orologio entropico" O una palla di piombo di grande 
massa (per approssimare a lineare) a 500 K che irraggia nel vuoto lontano da 
masse con un termometro a mercurio, graduato in millikelvin . Il termometro 
e' uno strumento definito operativamente e misura un effetto fisico causato 
dalla temperatura: la dilatazione del Mercurio.
3) Analizziamo il moto di un'automobile su una strada rettilinea in moto 
rettilineo uniforme (velocita' costante in modulo, direzione e verso)
4) Poniamo sulla strada un sensore ogni 10 metri che, al passaggio dell'auto 
incrementa, un contatore D
5) Parametriamo il contatore con le temperature misurate dall'orologio 
entropico, otteniamo ad esempio:
 
D         Metri percorsi       O
0                    0                 500
1                  10                 499,990
2                  20                 499,980
3                  30                 499,970
ecc. ecc.
 
L'esperimento mostra che l'auto percorre un metro al millikelvin, quindi la 
"formuletta del moto" sara'
v = spostamento/intervallo di temperature =
v = Dr/DT
Nota che tutto e' "automatico", uso solo TEMPERATURE e SPAZIO, il tempo non 
c'e' piu', non c'e' mai stato... Facile no?
Ma questo e' il primissimo passo fuori dalla "culla del tempo", il secondo 
passo e' parametrare alla DS di quella palla, il terzo e' considerare la DS 
intrinseca al sistema, il quarto e' considerare la DS/M (variazione di 
entropia per unita' di massa), il quinto e' scrivere le equazioni della DS/M 
relativistica, ecc. ecc.
 
Ciao e grazie per la domanda, essenziale ma fondamentale.
 
 
 
 

 
 
Se noti bene, sia io che tu diciamo in pratica la stessa cosa, e cio� che il 
Tempo � un concetto tutto umano che viene poi usato in Fisica. Ci stiamo 
entrambi sforzando di far notare che il Tempo usato in Fisica � un parametro 
che viene dedotto dalla velocit�. Ovvero noi abbiamo una velocit� di 
riferimento e a questa riferiamo tutti gli altri moti e cio� tutte le altre 
velocit�.
 
Nel caso specifico prendiamo il metronomo( o anche un orologio) e riferiamo 
alla frequenza del metronomo le altre diverse velocit�. Ovviamente invece di 
parlare in termini di frequenza o di velocit� angolare ecco che sostituiamo il 
tutto usando il tempo che diviene cos� un concetto ottimamente usato in Fisica.
 
Il Tempo in Fisica � quindi una misura, cio� un mettere a confronto le velocit� 
dei diversi oggetti intorno a noi con la velocit� del pendolo del metronomo e 
cio� con la frequenza, o anche con la velocit� angolare del pendolo del 
metronomo. Oppure con la velocit� angolare delle lancette dell'orologio.
 
Comparare quindi la velocit� delle lancette(velocit� angolare) con le diverse 
altre velocit� di tutti i corpi intorno a noi ci fa parlare di Tempo in Fisica. 
Questo Tempo viene fuori proprio dal volere comparare ogni velocit� rispetto 
alla velocit� delle lancette dell'orologio.
 
Cio� il Tempo � una misura, ovvero la comparazione di OGNI velocit� con una 
UNICA velocit� di riferimento che � quella della lancette dell'orologio.
 
Dire per es un minuto � come dire un periodo o anche una frequenza e quindi in 
definitiva una velocit� angolare.
 
Un minuto � un parametro che otteniamo tenendo conto dello spazio e della 
velocit� del nostro orologio. La lancetta dovr� cio� coprire un determinato 
percorso(spazio) circolare con una determinata velocit� angolare.
 
Il tempo quindi � una relazione tra velocit� e spazio.
 
La velocit� di cui parlo � un concetto PRIMITIVO. Ovviamente tu l'hai intesa 
come la relazione tra spazio e tempo ma non � cos� che la sto intendendo io in 
questo discorso.
 
La velocit� � quella che io e te possiamo osservare quando andiamo in auto e 
capiamo che abbiamo una velocit� maggiore dell'auto che andiamo a sorpassare. 
Questo evento(il sorpasso) non si serve di alcun orologio, di alcuna formula. 
Noi VEDIAMO che siamo pi� veloci dell'auto che sorpassiamo.
 
VEDIAMO che la nostra auto � in moto rispetto alla strada. VEDIAMO che altre 
auto ci superano a DIVERSE velocit�. In tutto questo non c'� alcuna formula, 
alcuna fisica. C'� solo la nostra PERCEZIONE del mondo reale attraverso il 
senso della vista.
 
Quello che allora effettivamente ESISTE sono proprio queste diverse velocit� 
che noi sappiamo osservare senza usare alcuna formula, neppure in modo 
inconsapevole o surrettizio.
 
Il concetto di Tempo viene fuori proprio dalla relazione tra la velocit� e lo 
spazio percorso a quella velocit�.
 
Quando decidiamo allora di comparare tutte le velocit� con una velocit� di 
riferimento ecco che nasce il concetto di Tempo in Fisica.
 
La velocit� di riferimento � quella della lancetta del nostro orologio. Questa 
lancetta si muove e copre una precisa distanza circolare ad una precisa 
velocit� angolare. Tra tutte le possibili velocit� angolari e le distanze 
percorse ne scegliamo una ed una sola.
 
Cio� stabiliamo una volta per tutte che la nostra velocit� di riferimento sar� 
quella di una lancetta di orologio che ruoto coprendo una precisa distanza.
 
Il come si arrivi a scegliere proprio quella velocit� delle lancette sar� 
oggetto del mio prossimo intervento:)
 
ciao
Oceano
 
-- 
Pace e Bene

 dell'auto incrementa, un contatore D
 
attento perch� questo
contatore D assomiglia
maledettamente alla
definizione di tempo che
ci fornisce Aristotele.
Per il resto � molto interessante.
 
ciao
Massimo 

 ci fornisce Aristotele.
 
Perche' dovrei stare "attento"? "il conteggio (numero) del movimento secondo 
il prima e il poi" e' una antica *intuizione* filosofica di Aristotele, 
mentre  la palla di piombo che si *raffredda* irreversibilmente irraggiando 
nel vuoto lontano da masse, il Mercurio che si dilata, un contatore 
irreversibile che conteggia, sono *fisica* e trascendono dall'osservatore 
*umano*. Resta palese che senza un "osservatore" non ha senso porsi nessun 
problema, i "problemi" se li pongono solo gli osservatori coscienti! Ma 
questa (ovvia) costatazione non deve creare una dicotomia fra fisica e 
filosofia, tutt'altro, noi osservatori coscienti SOLO capendo come e perche' 
ad esempio la palla di piombo nello spazio irraggia e si raffredda, come e 
perche' un contatore implica evoluzione irreversibile, comprendere che il 
"contatore" funziona per la stessa *causa fisica* (DS) che fa raffreddare la 
palla di piombo, fa emettere luce ad una lampadina e ci fa *vivere*, ecc. 
ecc.  possiamo capire *razionalmente* la causa fisica del *ragionare* e 
rispondere *razionalmente* alle domande "chi siamo, da dove veniamo" e forse 
anche "dove andiamo". Posso riassumerti alcune delle conclusioni della mia 
teoria in poche righe, formalizzarla, spiegarla e farla comprendere 
purtroppo richiede ben altro spazio... Molto probabilmente capirai ben poco 
di quello che segue, ma voglio lo stesso farti una sintesi estrema per farti 
afferrare la "potenza" di quanto sto dicendo:
 
La DS, l'energia, lo "scorrere",  e' un effetto geometrodinamico di un 
gradiente di curvatura spaziale iperbolica 2D, questa e' UNA risposta. Ma le 
"risposte" che derivano dal principio della non scelta applicato allo spazio 
increato sono tante e univoche, ad esempio:
1) Gravitazione/energia gravitazionale: effetto geometrodinamico del 
gradiente di curvatura spaziale sferico 3D
2) Entropia/energia entropica: effetto geometrodinamico del gradiente di 
curvatura spaziale iperbolico 2D
3) Forze nucleari: effetto geometrodinamico del gradiente di curvatura 
spaziale sferico 2D
4) 4a forza, che stabilizza le galassie al posto della materia oscura: 
effetto geometrodinamico del gradiente di curvatura spaziale iperbolico 3D
Notare la perfetta simmetria, tutto e' spazio, pura geometria dello spazio 
vuoto e increato...
 
Il "quanto spaziale" bidimensionale (superficie bidimensionale di tipo sfera 
a curvatura zero, che io chiamo la "sfera euclidea" ) ha rispetto a noi 
circa le dimensioni di un atomo, e' la "via di mezzo" fra i due opposti 
gradienti di curvatura 2D sferico (dentro l'atomo) e iperbolico (fuori 
dall'atomo), lo spazio tridimensionale 3D macroscopico e' una "schiuma" di 
questi quanti (sezionali) densamente impaccati, il DIFETTO topologico di 
impacchettamento di queste infinite "sfere" nel gradiente di curvatura 
spaziale iperbolico 3D si manifesta come MASSA ed ENERGIA. Tutto esiste 
nella via di mezzo, tutto e' fatto di questi quanti bidimensionali in 
vibrazione, il resto che "osserviamo", "particelle", "risonanze", la vita 
stessa,  sono attrattori caotici, la "via di mezzo" genera un oceano di 
complessita', il Caos produce ordine dinamico. Tanto roba vero? Formalizzare 
parte di questo mi e' costato 10 anni di lavoro, tanti errori e notti 
insonni, il problema dell'impacchettamento di sfere bidimensionali ad 
esempio e' gia' un "osso duro" in uno spazio euclideo 3D, in uno spazio 
iperbolico 3D e' un "osso durissimo", immagina in un gradiente spaziale 
iperbolico 3D... Per approfondimenti:
http://www.researchgate.net/publication/225586124_Densest_Packing_of_Equal_Spheres_in_Hyperbolic_Space
 
 
Ciao...
 
 

 Perche' dovrei stare "attento"?
 
perchè sei un fisico molto
qppassionato
e potresti trovare qualcuno
che si riscalda l'animo
quando gli esponi la tua idea.
Poi per raffreddarlo lo
dovrai convincere e ci
vorrà pazienza e un po'
di tempo :-)
E' vero non capisco un
H di quello che studi.
Ma conosco i rapporti umani.
 
Buona fortuna e buon lavoro.
Massimo