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Titolo: dilatazione temporale esperimento

Nel noto esperimento fatto con due orologi atomici di cui uno in movimento 
su un aereo è stata
misurata la dilatazione del tempo.
Quello che mi chiedo è avendo molto tempo a disposizione (mesi) e avendo due 
orologi molto precisi
di cui uno lo si mantiene fermo e l'altro lo si fa "viaggiare" in aereo 
tradizionale,
(per orologi intendo apparecchi elettronici in grado di oscillare milioni di 
volte al secondo con precisione...)
è possibile secondo voi realizzare in casa questo esperimento?
è possibile trovare apparecchiature che abbiano errori al di sotto di quella 
rilevazione?
per un orologio tradizionale è impossibile , ma se si costruisse un 
oscillatore particolare,
senza arrivare ai sofisticati orologi atomici?
io penso che non sia possibile però se qualcuno conosce qualche apparato di 
precisione per la misura del tempo che non sia un orologio atomico mi faccia 
un fischio. 

è possibile secondo voi realizzare in casa questo esperimento?
Mah, dipende da quanto è grande la casa....

Mara ha scritto:

Se nel noto esperimento fatto con due orologi atomici di cui uno in
movimento, su un aereo, la dilatazione del tempo fosse stata misurata
effettivamente, in modo certo ed incontrovertibile; non saremmo qui
ancora a dibattere di un argomento assai simile all'annoso problema del
sesso degli angeli.
L'esperimento di cui parli fu effettuato in realtà con tre orologi,
uno
volante in direzione est,  uno verso ovest ed uno a terra.
L'esperimento più semplice da realizzare, non per un privato
cittadino, sarebbe quello di dotare di uno o più orologi atomici un
satellite geostazionario, un Hotbird oppure un'Astra tanto per
intenderci.
Ponendo un set d'orologi atomici a bordo di un satellite
geostazionario avremmo la possibilità di mediare i risultati dati dai
singoli orologi, l'esperimento sarebbe effettuato a velocità relativa
assai maggiore, 8000 Km/ora invece dei 900 Km/ora di un aviogetto di
linea.
La scelta di un satellite geostazionario ci darebbe inoltre la
possibilità di protrarre la durata dell'esperimento negli anni, con un
accumulo di differenza temporale proporzionale alla durata
dell'esperimento stesso.
Se si facesse effettivamente questo test, gli orologi in orbita, alla
fine dell'esperimento, non mostrerebbero una variazione
statisticamente significativa del loro ritmo di lavoro rispetto ad un
altro set di orologi campione lasciati a terra.
A questo punto gli esperti in materia, e tra di loro il Professor Elio
Fabri, direbbero: "L'esperimento ha dato questo risultato perché
l'accelerazione gravitazionale agente sugli orologi in orbita è
inferiore a quella sulla superficie terrestre e quindi ciò che la
relatività ristretta ha dato la relatività generale ha tolto."
Oh sorte cinica e bara!

 relatività ristretta ha dato la relatività generale ha tolto."
Ma nemmeno per idea!!!
Sarebbe proprio un bell'insieme di chiacchere la fisica se gli esperimenti
venissero analizzati in una maniera cosi' "allegra".
L'esperimento (quello di Hafele e Keating) e' stato fatto ed e' stato
analizzato a dovere (alla pagina
http://230nsc1.phy-astr.gsu.edu/hbase/relativ/airtim.html
, si trova una
descrizione "seria" dei risultati sperimentali). Gli orologi *non* segnavano
lo stesso tempo a fine viaggio. L'analisi quantitativa degli sfasamenti
temporali va fatta tenendo conto di tutti gli effetti noti. Questo e' vero
per *ogni* esperimento. Se vuoi testare la legge oraria di caduta dei gravi
trovi in prima approssimazione 1/2 g t^2. Raffinando ti accorgi che se non
tieni conto dell'attrito dell'aria non riesci a fittare correttamente i
dati. A questo punto o dai una stima dell'effetto dell'aria, o fai
l'esperimento sotto vuoto. A questo punto l'accordo migliora, ma ad essere
proprio pignoli si osserva che non e' perfetto, allora si prendono in
considerazione altri effetti noti, che so, la rotazione della Terra ad
esempio ...
L'esperimento di Hafele e Keating, tenendo conto degli effetti noti, cioe'
tenendo conto non solo del fattore gamma, ma anche degli effetti
gravitazionali, ha dato un esito in buon accordo con le previsioni teoriche.
Ad ogni modo, l'esperimento che a me pare decisivo e' quello di Ives e
Stilweel (J. Opt. Soc. Am. 28, 215 (1938); in questa pagina viene discusso
il loro lavoro
http://spiff.rit.edu/classes/phys314/lectures/doppler/doppler.html
), in cui
si dimostra che che un oscillatore in moto emette una frequenza che *non*
segue lo sfasamento Doppler classico ma segue quello relativistico.
E' vero che ogni esperimento va prima eseguito e poi discusso (nel senso che
potrebbe anche dare un esito totalmente in disaccordo con quanto previsto,
anche se le previsioni si basano su esperimenti simili effettuati
precedentemente), comunque, posto l'esito dell'esperimento di Ives e
Stilwell, se l'esperimento di Hafele e Keating, a parte gli effetti
gravitazionali, non avesse dato gli esiti previsti sarebbe stato veramente
molto strano poiche' i due esperimenti sono in sostanza coincidenti. Se
l'esito non fosse stato quello previsto si sarebbe posto il quesito "Ma in
cosa differiscono i due esperimenti? Perche' danno esiti diversi?". Quesito,
a mio modo di vedere, di ardua soluzione. Ad ogni modo, il quesito non si e'
posto, i due esperimenti hanno dato lo stesso esito come previsto.
Ciao.
-- 
Bruno Cocciaro
--- Li portammo sull'orlo del baratro e ordinammo loro di volare.
--- Resistevano. Volate, dicemmo. Continuavano a opporre resistenza.
--- Li spingemmo oltre il bordo. E volarono. (G. Apollinaire)

 minuti in meno (non 11, ne' 9).
R1)
In un esperimento di questo genere  sarebbe del tutto inutile
recuperare gli orologi, ogni ora, giorno, o mese, a piacere verrebbe
trasmesso a terra il tempo da essi segnato.
Il ritardo, peraltro costante per la geostazionalità, dovuto alla
distanza satellite-terra verrebbe tenuto in debito conto.
Se ogni giorno si accumulasse un ritardo, od un anticipo, relativo di
anche solo 100 nsec dopo tre anni questo supererebbe i 100 μsec.
Non sono un ingenuo, so che se si recuperassero gli orologi e li si
riportassero in quiete rispetto agli orologi a terra ritornerebbero ad
essere sincroni con questi, sempre e comunque sotto qualsiasi ipotesi.
Allego anch’io alcuni link:
http://www.brera.unimi.it/old/Atti-Como-96/giuliani.html
http://www.cartesio-episteme.net/H&KPaper.htm
Pareri diversi dai suoi e forse anche dai miei.
Anche Ipse così dixit:”Il tempo è questione di orologi.”
Non se la prenda con me, ambasciator non porta pena.
Le propongo un indovinello.
Lei sta fermo, in una stazione ferroviaria, davanti ai binari.
Io passo guidando un veloce treno a velocità pari a 0,866C, Gamma = 2.
Provengo dalla sua sinistra ed alla sua destra, sulla massicciata
ferroviaria, ad un chilometro, una macchina fotografica è pronta a
fotografare il mio orologio quando passerò alla sua altezza.
Anche lei è provvisto di un’altra macchina fotografica ultra veloce
che fotograferà il mio orologio quando passerò alla sua altezza.
A quanto ammonterà la differenza di tempo registrata dalle fotografie
del mio orologio?
Le propongo un secondo indovinello, di poco diverso dal primo.
Lei sta fermo, in una stazione ferroviaria, davanti ai binari.
Io passo guidando un veloce treno a velocità pari a 0,866C, Gamma = 2.
Provengo dalla sua sinistra ed il treno è lungo un chilometro, nel
vagone di coda del treno una macchina fotografica è pronta a
fotografare il suo orologio quando passerà alla sua altezza.
Anch’io sono provvisto di un’altra macchina fotografica ultra
veloce che fotograferà il suo orologio quando passerò alla sua
altezza.
A quanto ammonterà la differenza di tempo registrata dalle fotografie
del suo orologio?
Per determinare la distanza alla quale piazzare la macchina fotografica
sulla massicciata è stato usato, come strumento di misura,  il treno.
Il mio ed il suo orologio sono stati prodotti dalla stessa ditta e
accuratamente controllati per anni.
Ciao ed anche se in ritardo, Buon Anno.
Giovanni Pagani.
De l'infinito, universo e mondi
Or andiamo a cena.
(Giordano Bruno)

 Giovanni Pagani.


 sesso degli angeli.
Un analogo esperimento avviene quotidianamente oramai da anni, infatti il 
sistema GPS prevede orologi atomici a terra ed a bordo dei satelliti e la 
puntuale correzione dei ritardi/anticipi dovuti agli effetti relativistici 
(previsti prima e verificati poi con precisione). Se non ci fossero queste 
correzioni il nostro navigatore satellitare non potrebbe funzionare, dandoci 
posizioni totalmente sballate.
Un link a tale propostio: 
http://www.bo.cnr.it/settimana2005/posters/IASF/iasf_gps_01.pdf
  Comunque 
basta una semplice ricerca su Google per trovare tantissimo materiale in 
proposito. 

> 
http://www.brera.unimi.it/old/Atti-Como-96/giuliani.html
Di Giuliani c'è un articolo nel quale contesta in modo molto articolato che 
quello di Hafele e Hating sia un esperimento che sta in piedi, e lo 
sintetizza anche nel testo che indichi qui sopra. Se non ricordo male, per 
lui non sono ambigui solo i risultati ottenuti attraverso quelli che chiama 
'esperimenti con le particelle'.
A dire il vero di interpretazioni un po' strane ce ne sono in giro 
parecchie. Basti pensare a Herbert Dingle, le cui idee sono state anche 
riprese da fisici di casa nostra (cito solo le iniziali FS). C'è uno 
squinternato tedescoche ha presentato al parlamento tedesco una raccolta di 
oltre 500 articoli contro la relatività. Gli eretici sono ovviamente molto 
concentrati nei primi anni dalle pubblicazioni originali, negli ultimi anni 
il 99% sono articoli di soloni (nel senso di grosse sole).
Ecco, la curiosità è che sembra essere una delle teorie, insieme 
all'evoluzionismo darwiniano, più bersagliate in assoluto.

 
http://www.bo.cnr.it/settimana2005/posters/IASF/iasf_gps_01.pdf
Visto. E ti debbo dire che la spiegazione che viene data li' mi piace
molto poco...
 
-- 
Elio Fabri

sempre mitico :-)


:-) :-) 

 linea.
 Scusa, guisto per sparare pure la mia, non sarebbe piu` facile metterne uno 
all'equatore e uno al polo nord (velocità angolari diverse) per un paio di 
anni. S'intende solo per non fare avanti e indietro dallo spazio... 

 all'equatore e uno al polo nord (velocità angolari diverse)
hem volevo dire velocità angolare costante diversa velocità tangenziale... 

 ha scritto

Ottima idea!
Propongo di fare una spedizione al polo. Ritengo però che in Antartide
sarebbe più comodo.
Mi offro volontario! Qualcuno viene con me?

 indietro dallo spazio...
Peccato, ma non vedresti niente.
Il modo migliore di vederlo e' di mettersi nel rif. (non inerziale)
che ruota con la Terra, dove entrambi gli orologi sono fermi.
La Terra e' in equilibrio idrostatico nel campo generato dalla forza
di gravita' e dalla forza centrifuga, quaindi la sua superficie e'
equipotenziale.
Quindi non c'e' neppure redshift gravitazionale, e onci sara' nessuna
differenza fra i due orologi.
 
-- 
Elio Fabri


Molto interessante.
Ciao.