Newsgroup: it.scienza.fisica
Titolo: Consigli bibliografici

Buongiorno a tutti. Chiedo due consigli per tracciare un percorso di letture e studio.
 
 
 
 
1) In attesa di avere del tempo per (ri)studiare la Fisica dello Spaziotempo di Taylor e Wheeler, pensavo di leggere due libri di una collana della Zanichelli degli anni Settanta (BMS - biblioteca di monografie scientifiche) che credo siano noti a qualcuno tra i lettori di it.scienza.fisica. I libri sono "La relatività e il senso comune - Nuova introduzione alle idee di Einstein" di H. Bondi e "La relatività generale - Fondamenti fisici della teoria" di D. W. Sciama.
 
 
 
Nella quarta di copertina del libro di Sciama si può leggere: "Idea centrale del libro è quella che la Teoria della Relatività Generale non sia in contraddizione ma complemento logico della classica meccanica newtoniana: alla stessa idea, per la Relatività Ristretta, si ispirava il libro di Bondi in questa collana".
 
 
Una presentazione come questa mi fa temere che in entrambi i libri il discorso sia qualcosa tipo: "la relatività einsteniana non è che sia sta roba eccezionale,  alla fine già Newton e Maxwell avrebbero potuto/dovuto arrivarci da soli senza aspettare Einstein".
 
 
Chiedo consiglio a chi ha competenze sulla materia e conosce questi testi perché non vorrei usare male il mio tempo per leggere formulazioni che tendono ad annacquare la portata dei grandi risultati del passato sulla scia di un discorso come quello che ho riportato. 
 
 
 
2) Dopo aver studiato Taylor e Wheeler che libro o libri si possono adottare per qualche passo avanti? Per me "passo avanti" può significare cose diverse: mi piacerebbe imparare a gestire il formalismo covariante per la RR o anche iniziare a studiare la relatività generale, solo che il salto da Fisica dello spaziotempo a Gravitation di Misner, Wheeler e Thorne mi sembra un salto che non sarei in grado di compiere tutto in una volta. 
 
Il mio livello è quello di un laureato magistrale in fisica (indirizzo storia e didattica) che insegna agli studenti di liceo da qualche anno.
 
Grazie delle osservazioni e dei consigli.
 
Davide D'Elia.

Davide ha scritto:
 > 1) In attesa di avere del tempo per (ri)studiare la Fisica dello
 > Spaziotempo di Taylor e Wheeler, pensavo di leggere due libri di una
 > collana della Zanichelli degli anni Settanta
 > ...
 > I libri sono "La relatività e il senso comune - Nuova introduzione
 > alle idee di Einstein" di H. Bondi e "La relatività generale -
 > Fondamenti fisici della teoria" di D. W. Sciama.
Conosco la collana. Può darsi che in Italia sia stata pubblicata più
tardi, ma gli originali sono più vecchi, direi anni '60 se non prima.
In particolare possiedo quello di Bondi, non quello di Sciama.
 
Sia per l'età, sia perché la destinazione era ragazzi liceali, non mi
sento di consigliarteli.
Il Taylor-Wheeler (di cui ho la prima e la seconda ed. inglese e
l'ed. italiana tradotta dalla seconda) è parecchio più avanti.
Domanda indiscreta: quando parli di (ri)studiare intendi anche fare i
molti esercizi?
 
 > Nella quarta di copertina del libro di Sciama si può leggere: "Idea
 > centrale del libro è quella che la Teoria della Relatività Generale
 > non sia in contraddizione ma complemento logico della classica
 > meccanica newtoniana: alla stessa idea, per la Relatività Ristretta,
 > si ispirava il libro di Bondi in questa collana".
Mah...
Come ho detto, il libro di Sciama non lo conosco. Quello di Bondi
l'avevo letto anni fa e non mi era piaciuto gran che.
 
 > 2) Dopo aver studiato Taylor e Wheeler che libro o libri si possono
 > adottare per qualche passo avanti? Per me "passo avanti" può
 > significare cose diverse: mi piacerebbe imparare a gestire il
 > formalismo covariante per la RR o anche iniziare a studiare la
 > relatività generale, solo che il salto da Fisica dello spaziotempo a
 > Gravitation di Misner, Wheeler e Thorne mi sembra un salto che non
 > sarei in grado di compiere tutto in una volta.
Non sono sicuro su che cosa intendi con "formalismo covariante".
Assumo che significhi spazio-tempo di Minkowski, vettori e tensori e 4
dimensioni, ecc.
Se è questo, dipende tutto dagli scopi.
Per una formazione di livello universitario, che completi la tua (che
non so quanto includesse di Fisica Teorica) sarebbe necessario.
Ai fini didattici per la scuola secondaria superiore invece quello che
serve è tutt'altro e faresti bene a seguire la strada iniziata con
Taylor-Wheeler, che per es. trattano "a mala pena" le trasf. di
Lorentz mentre danno molta importanza agli invarianti, a cominciare
dal tempo proprio.
 
"Gravitation" è sicuramente troppo, come si vede anche dalla mole.
Però mi viene in mente che è diviso in due percorsi: la Track 1 e la
Track 2. Almeno così è nella prima edizione, che ho qui accanto.
La Track 1 potrebbe essere un'idea, almeno come primo passo.
Credo sia autosufficiente; dovrei scorrere tutto il libro per vedere
che cosa contiene.
 
Ci sarebbe un'altra soluzione: uno studio parziale di "Gravitation"
selezionato sulla base del cosiglio di qualcuno che ti segua da
vicino, o che abbia già fatto questa selezione per proprio conto.
Se pensi di fidarti del sottoscritto, ti do indicazioni sul materiale
di cui puoi liberamente disporre in internet.
 
1. Il "Quaderno 16" (Insegnare relatività nel 21-mo secolo)
È uscito nel 2005, ispirato a "Gravitation" e a corsi di aggiornamento e
altre attività da me tenute in anni precedenti.
Contiene sia RR sia RG, inclusa un'introduzione alla cosmologia.
Il livello è stato pensato per studenti liceali di alto livello o per
insegnanti, ai fini didattici come detto sopra.
http://www.sagredo.eu/Q16
 
 
2. "Astrofisica relativistica e cosmologia" (Appunti dalle lezioni
universitarie, Pisa, ed. 2003)
Questo è un corso che con l'attuale struttura definirei adatto alla
laurea magistrale.
È apertamente ispirato a "Gravitation", con una selezione degli
argomenti, da me rielaborati e con alcune aggiunte e complementi.
http://www.sagredo.eu/lezioni/afrel
 
 
3. "Introduzione alla Relatività generale" (Appunti dalle lezioni
universitarie, Pisa, ed. 2004)
Si tratta di lezioni da me tenute negli ultimi tre anni di servizio,
per studenti del terzo anno.
La materia è più o meno la stessa che in 2., con qualche taglio e
qualche aggiornamento (per es. sulla cosmologia).
La differenza essenziale sta nella matematica.
Mentre 2. introduce alla geometria differenziale moderna, questo
tratta la stessa materia con le tecniche disponibili ai tempi di
Einstein. Richiede quindi una minore capacità di astrazione al prezzo
di un'espressione matematica più pesante (i famigerati indici della
RG!).
http://www.sagredo.eu/lezioni/irg
 
 
Per capire meglio ciò che ho detto sul carattere di questo materiale,
ti rimando ai capitoli introduttivi, che sono in tutti i casi di
lettura leggera e chiariscono scopi e motivazioni.
 
Puoi usare il materiale liberamente per uso personale, e puoi anche
distribuirne parte a studenti o colleghi, conservando l'indicazione
della fonte.
 
Buon lavoro (o buon divertimento?)
-- 
Elio Fabri

 Buon lavoro (o buon divertimento?) 
Grazie! Direi entrambi, per fortuna.
 
Davide D'Elia

  (anche perché non vorrei intasare il gruppo con domande che magari sono già state poste diverse volte), 
 
 
Tieni presente che una discussione sul newsgroup aiuta tutti quelli che leggono, non solo chi ha posto la domanda e gli altri partecipanti alla discussione, quindi le tue domande probabilmente saranno d'aiuto e non di disturbo nel newsgroup.
 
 
Inoltre l'interfaccia Google al newsgroup che trovi all'indirizzo a 
https://groups.google.com/g/it.scienza.fisica
 ha anche una funzione di ricerca, magari ti può aiutare per trovare risposte o raffinare domande.

...
 
Se posso, già che ci sono ti chiederei anche io dove poter studiare qualcosa su geometria differenziale, in particolare varietà differenziabili, riemanniane, pseudo riemanniane, metriche.
 
(P.S. c'è un piccolo refuso nel tuo file "Riemann.pdf": a pag 2 quando nelle equazioni di Lagrange è riportato il simbolo "p" al posto del simbolo "phi" inoltre mi pare che nella seconda eq. di L. l'espressione è errata.
Però le equazioni successive, che forniscono t'', phi'' e z'' sono corrette, così come la derivata di L rispetto a tau che è nulla.
 
Poi, secondo me, per trovare r'' si faceva prima (ho fatto il conto, mi torna come a te :-) ) direttamente dalla relativa equazione di L., a meno che io mi sia perso qualche ragionamento.
Sono arrivato fino a li, per ora.) 
 
--
Wakinian Tanka

 
 
 
 
Io non la ho mai studiata ma questo mi attrae: 
https://mitpress.mit.edu/9780262019347/functional-differential-geometry/
  (liberamente disponibile, link in basso a sinistra nella pagina)

Davide ha scritto:
 > Lo scopo dello studio è innanzitutto la mia formazione da fisico.
 > ...
 > Però col passare degli anni fatico sempre di più a distinguere la
 > formazione personale dalla didattica. Confusione che ho in entrambe
 > le direzioni: da un lato penso che lo studio personale abbia sempre
 > delle ricadute, per lo meno indirette, nel mio modo di insegnare e
 > dall'altro lato l'obiettivo di "insegnare un concetto" mi porta a
 > dover sempre ridiscutere cose che penso di sapere
Conosco. Ho sempre pensato (e forse l'ho anche scritto qui) che molte
cose della fisica io le ho capite quando mi sono trovato a doverle
insegnare. (E per fortuna ho avuto occasione d'insegnare diverse
materie, anche se mi restano parecchi buchi, purtroppo.)
 
E ho sperimentato anche il viceversa, proprio sulla RG.
L'avevo studiata per mio conto ancora studente:
- Einstein "Il significato della relatività"
poi
- Moller "The Theory of Relativity"
- Landau&Lifschitz "The Classical Theory of Fields"
restando insoddisfatto. Ero capace di fare conti anche complicati, ma
con la convinzione che *la fisica* non l'avevo capita.
Poi negli anni '70 uscì "Gravitation" e fu tutto diverso: sentii che
avevo capito e decisi che dovevo insegnarla.
Allora ero titolare di Fisica Teorica: buttai all'aria il corso
tradizionale che tenevo e dedicai l'anno '74-75 alla RG nello stile di
MTW.
 
 > Esattamente, ma non ho capito se questi aspetti ci sono nel materiale
 > che mi hai indicato dopo o se conviene rimandarli ad un ulteriore
 > passo avanti.
Nel Q16 non se ne parla affatto.
In afrel, seguendo MTW, ne faccio uso quando necessario e comunque
l'approccio "elementare" che si usa in RR lo do per noto.
In irg la trattazione è tutta basata sul metodo delle coordinate, quindi
vettori e tensori abbondano; ma di nuovo la RR è presupposta.
Quindi nell'insieme direi che no, non ci sono e non puoi rimandarli
se vuoi arrivare a una RG "seria".
 
Però ho riguardato "Gravitation" e vedo che i primi 3 capitoli sono
Track 1 e trattano la RR, inclusa la definizione di 4-vettori,
tesnsori ecc. Fino a ricavare le eq. di Maxwell.
Non è tutto quello che si fa in un corso di RR tradizionale, ma al
tempo stesso è una preparazione quasi indispensabile per il resto.
Potresti integrare la RR con qualche testo moderno: però io non posso
consigliarti: non ne conosco.
Magari qualcuno un po' più giovane può aiutarti.
 
 >> "Gravitation" è sicuramente troppo, come si vede anche dalla mole.
 > Troppo nel senso che è troppo difficile
Non direi, ma sebbene sia dichiarato adatto per un corso annuale, a me
sembra eccessivo.
Quello che io riuscivo a far entrare in un corso di 40 ore o poco più
lo vedi dal contenuto di afrel o di irg.
Va anche detto che in più punti è un po' troppo prolisso (credo sia
colpa di Wheeler) il che - a seconda del lettore - può essere o no un
ostacolo.
 
 > o nel senso che è destinato solo a chi poi deve insegnare la RG a
 > livello universitario? Non nego che non mi dispiacerebbe col tempo
 > arrivare ad un livello alto.
Non direi neppure questo; in parte l'ampiezza deriva dalla coscienza
degli autori di star proponendo un approccio diverso dal solito, che
richiede un po' di fatica per essere assorbito.
Poi ci sono alcuni argomenti che non sono così necessari o forse sono
addirittura superati.
Né si può negare che ormai sotto certi aspetti risente dell'età.
Pensa solo a quello che si è imparato e scoperto in cosmologia, sui
buchi neri e sulle onde gravitazionali: lì trovi solo i primi passi o
qualche previsione.
Che cosa sia cambiato nelle edizioni successive non lo so: dovresti
controllare.
Né so se esista qualche testo moderno che segua la stessa traccia ma
sia più aggiornato.
Quelli di cui so qualcosa (Weinberg, Wald, Ruffini-Ohanian) hanno
tutt'altro approccio.
Forse saprai che una corrente di teorici sostiene (non da oggi: già da
Feynman) che la RG deba essere ritrovata come teoria di campo in uno
spazio-tempo piatto. Mi pare che Weinberg sia tra questi.
Io non sono mai riuscito a capire un'idea del genere, al di là del
limite perturbativo (ossia campo debole: tensore metrico poco diverso
da quello di uno spazio-tempo piatto).
 
 > Per fare un esempio (ma è solo un esempio), mi piacerebbe essere in
 > grado di entrare negli aspetti della relatività ristretta e generale
 > che vedo discutere qua e di cui non ho mai sentito parlare in altri
 > luoghi, forse proprio perchÃ© non ho mai condotto uno studio
 > approfondito.
Ah, ma questi non sono mica aspetti avanzati: se ci pensi, al
contrario sono piuttosto elementari.
È solo che al fisico teorico tipo problemi del genere non interessano,
né è stato formato per pensarci. Qui il discorso potrebbe diventare
lungo e ora sto già scrivendo troppo...
Il famoso paradosso di Bell ne è un'illustrazione lampante.
 
 >> La Track 1 potrebbe essere un'idea, almeno come primo passo.
 > Questa sarebbe stata la mia scelta, ma appunto mi chiedevo se non
 > fosse il caso di fare qualcosa di intermedio tra "Taylor e Wheeler"
 > e "Gravitation Track 1"
No, non vedo che cosa potresti mettere in mezzo. La Track 1 è
innovativa, ma non è difficile. Può essere spiazzante, non lo nego.
Ma credo che lo shock che produce sia benefico.
Tra l'altro ho idea che "Spacetime Physics" sia proprio stato scritto
come preparazione a "Gravitation".
 
 > Purtroppo non credo sia possibile essere seguito da vicino da te
Vicino in senso fisico forse no. O stai a Pisa? :-)
 
 > (anche perché non vorrei intasare il gruppo con domande che magari
 > sono già state poste diverse volte)
A questo hai già avuto una risposta. E la lunga e accesa discussione
di questo ultimo mese ti dimostra in modo esauriente che di
chiarimenti non hai bisogno soltanto tu :-)
 
 >> Buon lavoro (o buon divertimento?)
 > Grazie! Direi entrambi, per fortuna.
Questo mi ha fatto venire in mente una frase di Primo Levi in "La
chiave a stella":
 
"L'argomento era centrale, e mi sono accorto che Faussone lo sapeva.
Se si escludono istanti prodigiosi e singoli che il destino ci può
donare, l'amare il proprio lavoro (che purtroppo è privilegio di
pochi) costituisce la migliore approssimazione concreta alla felicità
sulla terra: ma questa è una verità che non molti conoscono."
 
Mi permetto un OT...
Quel libro di Levi mi ha appassionato quando l'ho letto, ormai molti
decenni fa. Tanto che quando ne ho avuto l'occasione ho voluto
parlarne, nella rubrica che tenevo in una rivista per insegnanti di
Scienze.
Forse mi ripeto, e se è così mi scuso; ma al libro dedicai una puntata
della mia rubrica nel marzo del '97.
Se qualcuno fosse curioso di vedermi in una veste diversa da quella
abituale, ecco il link:
 
http://www.sagredo.eu/candela/cande16.pdf
 
-- 
Elio Fabri

 controllare.
...
 
Che mi risulti l'unica differenza tra l'edizione attuale e
quella originaria del 1973 è l'aggiunta di una prefazione
e di una introduzione, ma il testo è invariato (immagino che
modificarlo per aggiornarlo comporterebbe un lavoro improbo,
equivalente a una riscrittura ;-):
 
https://press.princeton.edu/books/hardcover/9780691177793/gravitation
 
 
Ciao
 
-- 
Giorgio Bibbiani


Grazie! 
 
--
Wakinian Tanka 

 
credo che il link corretto sia  
http://www.sagredo.eu/candela/candel16.pdf
 
Lo leggerò con curiosità nei prossimi giorni
 
 
Davide D'Elia
 
 

 Magari qualcuno un po' più giovane può aiutarti.
 
 
 
Se qualcuno lo conosce, chiedo un'opinione su "Relatività. Principi e applicazioni" di Vincenzo Barone edito dalla Bollati e Boringhieri nel 2004. Lo scopo, come detto precedentemente, sarebbe quello di avere un buon testo che mi permetta di studiare sistematicamente e col giusto formalismo (quadrivettori, tensori etc.) la relatività ristretta dopo che avrò studiato il Taylor e Wheeler e il materiale condiviso da Elio Fabri.
 
Grazie per eventuali consigli.
 
Davide D'Elia