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Titolo: Costanza della velocità luce nonostante il moto del misuratore

 
 
 
 
 
 
 
Dopo un secolo di osservazioni c’è chi ancora controlla la non influenza del moto dell’emittente 
http://accelconf.web.cern.ch/Accelconf/rupac2012/papers/weppd009.pdf
  (e francamente le stelle doppie di De Sitter mi sembrano già sufficientemente convincenti). Un altro test recente riferito al moto del misuratore, 
https://www.nature.com/articles/ncomms9174
 , è simile a quello di Michelson-Morley e non capisco perché insistere visto che nessuno dubita delle trasformazioni di Lorentz. Piuttosto mi pare che si potrebbe cercare di fare un test senza misure di andata e ritorno e senza possibilità di invocare il complotto della natura (l’ipotetica contrazione *fisica* del regolo che, agli occhi degli eteristi di un tempo, giustificava l’insuccesso dell’esperimento MM). Questo test oggi mi parrebbe reso possibile dai miglioramenti della tecnologia degli orologi, ma spero che qualcuno più esperto del sottoscritto controlli la proposta, nella logica e (se la logica regge) nelle reali possibilità tecnologiche.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
La luce percorre 30 cm in miliardesimo di secondo e in quell’intervallo un buon processore fa centinaia di operazioni. In 
https://it.wikipedia.org/wiki/Orologio_atomico
 leggo che gli orologi al cesio oscillano 10 miliardi volte per secondo, mentre quelli agli ioni di mercurio (grazie a un laser con impulsi di un milionesimo di miliardesimi di secondi) sono enormemente più precisi e per sbagliare di un secondo hanno bisogno di 4,5 miliardi di anni. Immagino perciò che sarà presto possibile fare misure di tempo con una *risoluzione* di almeno un picosecondo (millesimo di miliardesimo di secondo). 
https://www.inrim.it/
 (istituto di metrologia) mi conferma che per la misura di singoli eventi ci siamo vicini. Quando così sarà, dovrebbe bastare un percorso di 300 metri per vedere se la luce appare di velocità diversa cambiando l’orientamento rispetto a un ipotetico vento d’etere. Infatti mentre la luce percorre 300 metri, avremmo 1.000.000 di tictac (300/300.000.000=0,000001x1000.000.000.000=1.000.000) e visto che pare disponibile un movimento di circa 300 km/s del sistema solare in una certa direzione, la variazione potrebbe arrivare a 2000 tictac ((300+300):300.000=0,002x1.000.000 00) direi adeguati allo scopo prefisso.
 
 
 
 
 
 
 
 
http://aulascienze.scuola.zanichelli.it/2015/02/23/orologi-da-record-1000-volte-piu-precisi-di-quegli-atomici-al-cesio/
 dice poi che "La frequenza di transizione degli elettroni presenti nei due orologi così confezionati è stata misurata per un mese e confrontata tra i due, rivelando l’incredibile grado di sincronia dei due orologi". Cosa confermatami anche dalla INRiM: se un oscillatore non sgarra più di un secondo in tot miliardi di anni, un secondo oscillatore (simile al precedente, ma fisicamente distinto) sgarrerà dal precedente max 2 secondi in tot miliardi di anni. Vero però che allontanando i due oscillatori l’uno dall’altro la concordia di ritmo non è più garantita perché ogni oscillatore rispetta il suo *tempo locale*.  Supponiamo per ora cheil tempo locale non muti. Esporrò dopo l’ipotesi di un possibile rimedio (è inutile perderci tempo ora visto che la proposta potrebbe essere di per sé sbagliata). Ecco uno schema astronomico a supporto  (i freccioni grigi e le freccette  indicano  un moto e la direzione)
 
http://digilander.libero.it/gino333/mototerra5.jpg
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Considero per ora solo l’ipotesi semplificata (in alto a destra):  servono due misurazioni, fatte entrambe quando il regolo A-B (due blocchi di cemento distanti 300m) si trova parallelo al moto di circa 300 km/s di tutto il sistema solare in quella certa direzione. Servono due misure distanziate di 12 ore fatte però quando anche l’asse Terra-Sole è allineato sulla direzione del moto di 300 km/s e nella direzione indicata dal regolo (quindi per pochi giorni ogni 6 mesi e per qualche decina di minuti 2 volte al giorno). In questo modo il regolo si muoverà (rispetto all’ipotetico etere) ad una velocità simile (299,600 o 300,400 per effetto della velocità di rotazione della Terra di 0,4 km/s). Le  velocità sono opposte, ma ciò è irrilevante per le trasformazioni di Lorentz mentre la differenza di 0,4+04 mi pare marginale:  quindi direi si possa assumere che i  ”regoli”, se mutano,  restano comunque della stessa lunghezza, quindi nessun “complotto”. 
 
 
 
 
 
E’ però vero che OA e OB  sono distanziati di 300 metri sul comune percorso dovuto alla rotazione terrestre. Poiché mi sto mettendo nei panni di un eterista che considera come  *velocità* quella che risulta dal moto relativo orologio-etere (etere considerato fermo, cioè un riferimento assoluto) le trasformazioni di Lorentz opereranno (per lui) in tempi leggermente diversi: dovrei calcolarne le conseguenze, ma eccedono le mia capacità. Al momento (e solo per intuizione) mi sembra un fenomeno trascurabile (metto in fondo al testo  ***una premessa alle considerazioni che forse andrebbero fatte). 
 
 
 
 
 
Oltre agli oscillatori servono i contatori di oscillazioni CA e CB i quali, a comando, devono poter registrare il loro valore numerico nelle memorie permanenti  MA e MB. Assumo che queste operazioni, normali per un dispositivo elettronico, siamo tecnicamente fattibili in presenza di frequenze così elevate (un altro scoglio da superare). Ecco ora cosa propongo. Quando la Terra è posizionata come mostrato nell’immagine a sinistra (con tolleranza di qualche giorno attorno al punto ideale) e quando la rotazione terrestre porta AB nella posizione 1 (con tolleranza diciamo di un’ora attorno al punto esatto):
 
 
 
a) dal punto A si lanci verso OA e OB un impulso luminoso (vedi schizzo lampadina) codificato in modo da far azzerare i contatori: ovviamente CA verrà azzerato all’istante mentre CB sarà azzerato in ritardo rispetto a CA il quale, nel frattempo, avrà contato un numero di oscillazioni pari al tempo di volo dell'impulso da A a B: diciamo siano 100 (tanto per esemplificare)
b) dopo una brevissima attesa, diciamo 500 oscillazioni a partire dal lancio precedente … 
 
 
 
c) … si lanci, sempre dal punto A, un altro impulso codificato in modo da far trasferire i digit dei contatori nelle memorie corrispondenti: avremo allora 500 in MA (perché il tempo di volo dall’emittente al sensore in A è quasi nullo) e poi pure 500 in MB (400+100 del tempo di volo, 400 perché si era azzerato in ritardo di 100 oscillazioni). Per verificare basta fare quattro passi per leggere i valori memorizzati così sfuggendo ai problemi normalmente connessi ai  segnali di ritorno, una *one way* pedestre :-)
 
 
 
 
d) 12 ore dopo rifare c): se grossomodo resta MA=MB il “vento d’etere” non è presente perché non si vede quale *complotto* o doppia “way” potrebbe mascherarlo. Se invece ci fossero differenze significative converrebbe eseguire una serie di misure ad intervalli e per alcuni giorni e potrebbe apparire l’effetto variabile del vento d’etere (e allora sarebbe la RR a doversi porre delle domande)).  Vero che i fisici ortodossi già dispongono di una montagna di prove che escludono questa possibilità, ma un controllo in più non guasta .
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A e B saranno piazzati entrambi sullo stesso parallelo (quindi avranno ugual velocità e sentiranno la stessa forza centrifuga), ma naturalmente si  saranno lungamente rilevati i valori di gravità in A e in B regolandone l’altezza relativa in modo che la gravità sia il più possibile simile affinché il tempo locale in A e B non muti troppo offuscando l’eventuale effetto cercato.  Ciò nonostante la costanza della gravità risulterà ugualmente insufficiente a causa di fenomeni (dovuti soprattutto al moto della Luna e del Sole) che sono intensi, variabili e imprevedibili (“tidal effects" in "
http://www.geol-amu.org/notes/m10-1-1.htm
). Quindi la gravità nello stesso istante può essere diversa fra A e B e soprattutto variare nelle 12 ore ed anche variare diversamente nel  tempo fra A e B.  Perciò il test proposto richiede una correzione nell’accumulo dei tictac dei contatori. Per cominciare bisognerebbe avere una tabella che per ogni possibile valore di g indichi la correzione da fare per riportare tutti gli accumuli al valore che si sarebbe avuto con una g predefinita (ovviamente  presumendo che la precisione degli attuali gravimetri sia adeguata).  Ecco come farei  (valori di fantasia):
- 100.000.000 oscillazioni a 10g siano l’unità di misura per la calibrazione richiesta 
- mi posiziono a metà strada fra A e B (per  mediare eventuali differenze fra A e B)
- piazzo l’orologio A a metà di un grattacielo dove g oscilla attorno a 10, un grattacielo  così alto che 
  se a metà ho 10g, in cantina ho 10,3  e in solaio 9,7 (se  questo fosse l’intervallo di g da correggere)  
  ovviamente in un certo momento 10 può però essere  a  qualsiasi piano  (tidal effects)
- perciò con un altro orologio (B) vado su e giù per le scale fino a che non trovo 10g 
- da quel piano lancio da B ad A due impulsi distanziati di 100.000.000 oscillazioni di B (che è a 10g!) 
  A memorizzerà il valore del suo contatore all'arrivo del primo impulso, e quando arriva il secondo 
  impulso memorizzerà la differenza dei due valori del contatore e poniamo sia 103.000.000; verrà 
  inoltre memorizzato il valore di un gravimetro  accoppiato ad A e supponiamo sia 9,8 
- vado da A e mi annoto che a 9,8g ho avuto un aumento della frequenza del 3%  (rispetto a 10g)
- di queste operazioni ne farò in abbondanza per mediare sui valori di g che  m'interessano 
   (ad es. 9,7  9,8  9,9  10  10,1  10,2  10,3) 
 
 
 
Ed ecco ora come userei  la tabella per rendere i miei orologi calibrati a 10g e utilizzabili in A e B da 9,7 a 10,3g  (sempre senza possibilità di poterli *mettere in punto* a distanza).  Si tenga presente che nel link dei "tidal effects" si constata che le variazioni di gravità sono lente e che un certo valore si mantiene per alcuni minuti . Comincio la costruzione della tabella: 
- rilevo la gravità e dalla tabella ricavo la % di correzione 
- risulti da togliere il 3% 
- allora, raggiunti 100 tictac reali, ne tolgo 3 fino a che non faccio una  nuova rilevazione di g 
- dopo 5 minuti (ad es.) una nuova misura di g + tabella mi dice di aggiungere il 2%? 
- bene, raggiunti 98 tictac reali ne aggiungo altri 2 d'ufficio e ciò per tutti  i 5 minuti 
- eccetera eccetera 
 
 
 
C’è qualcosa di sbagliato?  Forse che la tabella non è valida a 150m dal punto di costruzione e ad ogni ora del giorno? Magari è impossibile correggere il conteggio dei contatori così frequentemente come indicato per insufficiente velocità dei dispositivi elettronici deputati? In tal caso il discorso si chiude qua anche se tutte le altre rogne fossero state superate.
 
 
 
 
 
Altrimenti c’è da affrontare la questione della situazione reale, cioè quella tridimensionale. Questa, per poter contare sull’intero moto dei 300km/s, richiederebbe di poter brandeggiare l’asse A--B, ma questo è un grave problema meccanico inoltre avere A e B a livelli diversi comporta fortissime variazioni di gravità e quindi la precedente procedura di calibrazione degli orologi introdurrebbe pesanti approssimazioni. Mi pare converrebbe rinunciarci, il che vuol dire che i 300+300 si ridurrebbero a 200+200 o 100+100 o… (bisogna fare i conti) però sono forse ancora sufficienti per il test immaginato.
 
Confido in critiche e suggerimenti.
 
 
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***Un altro possibile problema (che a me parrebbe irrilevante e qui solo accennato) riguarda la distanza fra A e B  che sfalsa temporalmente il transito di A da B nell’etere rispetto alla direzione del moto. Note:
-1/4 di circonferenza terrestre = circa 10.000.000 metri
 
 
-supponiamo di collocare B all’equatore e sul diametro che va dalla posizione 1 alla 3 in modo che i  suoi tratti 1-2 e 2-3 siano di 10.00.000m  (con una distanza di 300m A avrà due tratti di 9.999.700 e 10.000.300 m da percorrere una volta in favore e l’altra in sfavore di corrente e B viceversa).
-trascuro la velocità nell'orbita (30 km/s) perché nelle 12 ore è praticamente sempre a 90° 
 
-la velocità di rotazione (0,4 km/s) in favore o a sfavore del vento d'etere è massima nelle posizioni  1 e 3, a zero in posizione 2: perciò assumo che in media valga 200 m/s  quindi
- nel  tratto 1-2  si va controvento a 299.800 m/s
- nel  tratto 2-3  si va in favore di vento a 300.200 m/s 
- valori del fattore radq(1-v^2/c^2): per  
v=299800 vale 0,999.999.500.666.319.8
v=300000 vale 0,999.999.499.999.875.0 dimin. di 0,000.000.000.666.444.777
v00200 vale 0,999.999.499.332.985.8 dimin. di 0,000.000.000.666.889.272 ma a favore di vento
 
 
 
Cosa comporta la sfasatura di A sul sincronismo del ritmo di OA e OB? Sembrerebbe un effetto assai modesto (anche se protratto per 12 ore). Comunque non saprei come calcolarlo, ma provo a ragionare per assurdo: un vero *complotto*dovrebbe funzionare perfettamente in tutte le situazioni (così succede per la contrazione dei regoli descritta dalle trasformazioni) invece in questo caso il risultato dipende dalla velocità della rotazione terrestre e sarebbe *un bel caso* se si accumulasse esattamente quanto serve per generare il *complotto*.

giustamente mi fanno notare che ho scritto una cazzata:
'... Quindi o scrivi "da 0,97 a 1,03 g" (per esempio) o "da 9,5 a 10,1 m/s^2".'
 
chiedo scusa, ma l'errore non credo incida sui ragionamenti