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Clear DayIl primo che dice una cosa intelligente, si merita il mio applauso

 Clear DayIl primo che dice una cosa intelligente, si merita il mio
applauso
Nel campo della fisica moderna la teoria della relatività ha svolto un ruolo
importantissimo. Fu in relazione ad essa che venne riconosciuta, per la
prima volta, la necessità di un cambiamento dei principi fondamentali della
fisica. Perciò una discussione di quei problemi che sono stati da essi
sollevati ed in parte risolti, appartiene in modo essenziale alla nostra
trattazione delle implicazioni filosofiche della fisica moderna.
In un certo senso si può dire che - contrariamente che per la teoria dei
quanta - lo sviluppo della teoria della relatività, dal definitivo
riconoscimento delle difficoltà, alla loro soluzione, ha richiesto soltanto
un periodo brevissimo.
La ripetizione dell'esperimento di Michelson ad opera di Morley e di Miller,
nel 1904, fu la prima prova esatta dell'impossibilità di scoprire il moto
translazionale della Terra con metodi ottici, e la dissertazione decisiva di
Einstein appariva meno di due anni dopo. D'altra parte, l'esperimento di
Morley e Miller ed il saggio  di Einstein furono soltanto i passi finali di
uno sviluppo che era cominciato molto tempo prima e che può venire
sintetizzato sotto il titolo: "elettrodinamica dei corpi in movimento".
L'elettrodinamica dei corpi in movimento rappresenta un settore importante
della fisica, da quando sono stati costruiti gli elettromotori.
Una grossa difficoltà si era introdotta, tuttavia, in questo argomento,
dalla scoperta di Maxwell sulla natura elettromagnetica delle onde luminose.
Queste onde differiscono per una priorità essenziale dalle altre onde, per
esempio dalle onde sonore: esse sembrano potersi propagare nello spazio
vuoto.
Quando un campanello suona in un recipiente in cui è stato fatto il vuoto,
il suono non perviene all'esterno. La luce, invece, attraversa con tutta
facilità lo spazio vuoto. Si pensò, perciò, che le onde luminose potessero
venire considerate come onde elastiche d'una leggerissima sostanza chiamata
etere invisibile e impercettibile, che riempiva lo spazio svuotato d'aria,
come pure lo spazio in cui si trovavano altre materie, come l'aria o il
vetro.
L'idea che le onde elettromagnetiche potessero essere una realtà di per sé,
in piena indipendenza da qualsivoglia altro corpo, non passò in quel tempo
per la mente dei fisici. Giacché codesta sostanza ipotetica, l'etere,
sembrava penetrare gli altri corpi, sorse il problema: cosa accade se quei
corpi, o quella materia, vengono messi in movimento? Partecipa (essa) a
questo movimento? E se così avviene, come si propaga l'onda di luce nell'
etere in movimento?
Esperimenti indicativi intorno a questo problema sono difficili per la
ragione seguente: le velocità dei corpi in movimento sono generalmente
estremamente piccole se confrontate con la velocità della luce. Per cui il
movimento di quei corpi può produrre soltanto effetti piccolissimi,
proporzionali al rapporto tra le velocità del corpo e la velocità della
luce, o a una potenza più alta di quel rapporto. Vari esperimenti compiuti
da Rowland, Rontgen ed Eichenwald permisero la misura di tali effetti con
una precisione corrispondente alla potenza prima del rapporto. La teoria
degli elettroni sviluppata da Lorentz nel 1895 potè descrivere tali effetti
in modo pienamente soddisfacente. Ma allora gli esperimenti di Michelson,
Morley e Miller determinarono una situazione nuova.
Per ottenere effetti più vistosi e perciò risultati più precisi, parve
meglio eseguire gli esperimenti su corpi dotati di altissima velocità. La
Terra si muove intorno al Sole  con la velocità di circa 20 miglia al
secondo. Se l'etere è in quiete rispetto al Sole e non si muove con la
Terra, allora questo veloce moto dell'etere rispetto alla Terra dovrebbe
farsi sentire nel caso d'un mutamento della velocità della luce. Questa
velocità dovrebb'esser diversa in dipendenza del fatto che la luce si
propaghi in direzione parallela oppure perpendicolare alla direzione del
moto dell'etere.
Anche se l'etere dovesse parzialmente muoversi con la Terra, dovrebbe aversi
un certo effetto dovuto a ciò che può chiamarsi "vento d'etere", e questo
effetto dovrebbe probabilmente dipendere dall'altezza del livello sul mare
da cui viene eseguito l'esperimento.
Un calcolo circa l'effetto prevedibile mostrava che questo sarebbe stato
molto piccolo, risultando esso proporzionale al quadrato del rapporto fra la
velocità della Terra e quella della luce, ed era perciò necessario eseguire
con estrema precisione gli esperimenti sull'interferenza dei due fasci di
luce viaggianti paralleli  o perpendicolari al moto della Terra.
Il primo esperimento di questo genere, eseguito da Michelson nel 1881, non
era stato sufficientemente accurato. Ma anche successivi tentativi non
rivelarono il minimo segno dell'effetto che ci si attendeva. Specialmente
gli esperimenti di Morley e Miller nel 1904, poterono venir considerati come
la prova definitiva che non esisteva alcun effetto dell'aspettato ordine di
grandezza.
Questo risultato, per strano che fosse, s'incontrava con un altro punto che
era stato discusso dai fisici qualche tempo prima. Nella meccanica
newtoniana si realizza un certo "principio di relatività" che può essere
descritto nei seguenti termini: se in un certo sistema di riferimento il
moto meccanico dei corpi segue le leggi della meccanica newtoniana,
altrettanto avviene allora per qualsiasi altro sistema di riferimento che
sia in moto uniforme non rotatorio rispetto al primo sistema.
In altre parole, un moto uniforme di traslazione di un sistema non produce
effetti meccanici di sorta e non può perciò essere rivelato in base a tali
effetti. Tale principio di relatività - così sembrava ai fisici - non
appariva però valido in ottica o in elettrodinamica. Se il primo sistema è
in riposo rispetto all'etere, gli altri sistemi non lo sono, e perciò il
loro moto rispetto all'etere dovrebbe venir rilevato per mezzo di effetti
del tipo considerato da Michelson. Il risultato negativo dell'esperimento
di Morley e Miller nel 1904 fece rivivere l'idea che tale principio di
relatività potesse esser valido in elettrodinamica come lo era per la
meccanica newtoniana.
C'era, d'altra parte, un vecchio esperimento fatto da Fizeau nel 1851, che
sembrava contraddire il principio di relatività. Fizeau aveva misurato la
velocità della luce in un liquido in movimento. Se il principio di
relatività era esatto, la velocità totale della luce in un liquido in
movimento avrebbe dovuto essere data dalla somma della velocità del liquido
e dalla velocità della luce del liquido in riposo. Ma ciò non si verificava.
L'esperimento di Fizeau mostrò che la velocità totale era alquanto più
piccola.
Tuttavia, i risultati negativi di tutti i più recenti esperimenti per
riconoscere il movimento "rispetto all'etere" spinsero i fisici teorici e i
matematici del tempo a cercare delle interpretazioni matematiche che
conciliassero l'equazione ondulatoria della propagazione della luce con il
principio di relatività. Lorentz suggerì, nel 1904, una trasformazione
matematica che soddisfaceva a questa esigenza. Egli dovette avanzare l'
ipotesi che i corpi in movimento si contraggono nella direzione del moto,
secondo un fattore dipendente dalla velocità del corpo, e che in diversi
schemi di riferimento ci sono diversi tempi "apparenti" che, in molte guise,
prendono il posto del "tempo reale". In questo modo egli fu in grado di
proporre qualcosa che rassomigliava al principio di relatività: la velocità
"apparente" della luce era la stessa in ogni sistema di riferimento. Tali
idee vennero discusse da Poincaré, Fitzgerald ed altri fisici.
Il passo decisivo, tuttavia, venne compiuto col saggio di Einstein del 1905
in cui egli considerava il tempo "apparente" della trasformazione di
Lorentz, come il tempo "reale" ed aboliva ciò che Lorentz aveva chiamato il
tempo "reale". Ciò costituì una trasformazione delle basi stesse della
fisica.
Per compiere questo passo non ci fu bisogno di null'altro, nella
rappresentazione matematica della natura. Ma in base a questa nuova
interpretazione  la struttura dello spazio e del tempo erano mutate e molti
problemi della fisica apparivano in una luce nuova. Il parametro "etere", ad
esempio, poteva venire abolito. Giacchè tutti i sistemi di riferimento che
sono in moto di translazione uniforme l'uno rispetto all'altro sono
equivalenti per la descrizione della natura, perde ogni significato l'
affermazione che c'è una sostanza, "l'etere", che è in riposo in uno
soltanto di questi sistemi. Tale "sostanza" non è, in effetti, necessaria,
ed è molto più semplice dire che le onde luminose si propagano nello spazio
vuoto e che i campi elettromagnetici sono una realtà di per sé e possono
esistere nello spazio.
Ma il cambiamento decisivo si verificava nella struttura dello spazio e del
tempo. E' molto difficile descrivere questo cambiamento nei termini del
linguaggio comune, senza far uso della matematica, poiché le parole comuni
"spazio" e "tempo" si riferiscono ad una struttura dello spazio e del tempo
che è, in realtà, una idealizzazione ed una super-semplificazione della
struttura reale. Ma dobbiamo tuttavia tentare di descrivere la nuova
struttura e possiamo forse farlo nel modo seguente:
Quando noi usiamo il termine "passato", noi comprendiamo tutti quegli eventi
che potremmo conoscere almeno in via di principio, dei quali avremmo potuto
sentir parlare almeno all'ingrosso.
In modo analogo  comprendiamo col termine "futuro" tutti quegli eventi che
noi potremmo influenzare, almeno in via di principio. Non è facile, per uno
che non sia fisico, capire perché queste definizioni dei termini "passato" e
"futuro" dovrebbero essere quelle più convenienti. Ma è facile constatare
che esse corrispondono, con molta precisione, all'uso che, dei termini,
facciamo comunemente.
Usando i termini in questo modo, risulta da molti esperimenti  che il
contenuto del "futuro" o del "passato" non dipende dallo stato di moto o da
altre proprietà dell'osservatore. Questo è vero sia nella meccanica che
nella teoria della relatività di Einstein.
Ma la differenza è questa: nella teoria classica accettiamo l'assunto che
futuro e passato sono separati da un intervallo temporale infinitamente
breve, che noi possiamo chiamare il momento presente. Nella teoria della
relatività apprendiamo che la situazione è diversa: futuro e passato sono
separati da un intervallo finito di tempo, la lunghezza del quale dipende
dalla distanza dell'osservatore. Qualsiasi azione può propagarsi soltanto ad
una velocità minore od uguale alla velocità della luce. Perciò un
osservatore, in un dato istante, non può né conoscere, né influenzare eventi
distanti che abbiano luogo tra due tempi caratteristici. Uno di questi tempi
è l'istante in cui un segnale luminoso viene emesso dal punto in cui avviene
l'evento, per raggiungere l'osservatore nel momento dell'osservazione.
L'altro tempo è l'istante in cui un segnale luminoso, fornito dall'
osservatore nell'istante dell'osservazione, raggiunge il punto dell'evento.
L'intero intervallo temporale fra questi due istanti, può considerarsi come
il tempo "presente" per l'osservatore, nell'istante della osservazione.
Qualsiasi evento realizzato tra i due tempi caratteristici può essere
definito "simultaneo" all'atto dell'osservazione.
L'uso della frase "può essere definito" mette in rilievo un'ambiguità della
parola "simultaneo", dovuta al fatto che questo termine si è formato con l'
esperienza della vita quotidiana, in cui la velocità della luce può essere
considerata come praticamente infinita. E' questo l'esempio di un caso di
messa in dubbio di una conoscenza fisica "a priori", di tipo kantiano.
(N.d.R.).
Effettivamente, in fisica, questo termine può essere anche definito in modo
leggermente diverso, ed Einstein, nei suoi scritti, ha usato questa seconda
definizione:
Quando due eventi accadono nello stesso punto dello spazio simultaneamente,
noi diciamo che essi coincidono; così, il termine non è più ambiguo.
Immaginiamo ora tre punti nello spazio giacenti su una retta in modo che il
punto intermedio abbia la stessa distanza dai due punti estremi. Se accadono
ai due punti estremi due eventi in tempi tali che i segnali luminosi
partenti dagli eventi coincidono quando raggiungono il punto mediano,
possiamo definire i due eventi come simultanei. Questa definizione è più
precisa della prima.
Una delle conseguenze più importanti, di ciò, è che se due eventi sono
simultanei per un osservatore, essi possono non essere tali per un altro
osservatore, se questi è in moto rispetto al primo osservatore.
La connessione tra le due definizioni può essere stabilita dall'affermazione
che ogni volta che due eventi sono simultanei nel primo senso del termine,
si può sempre trovare un sistema di riferimento per cui essi sono simultanei
anche nel secondo senso.
La prima definizione del termine "simultaneo" sembra corrispondere più da
vicino all'uso che se ne fa nella vita quotidiana, poiché il problema se due
eventi sono simultanei non dipende, nella vita quotidiana, dal sistema di
riferimento. Ma in entrambe le definizioni relativistiche il termine ha
acquistato una precisazione che manca nel linguaggio della vita familiare.
Nella teoria dei quanta i fisici dovettero apprendere piuttosto presto che i
termini della fisica classica descrivono la natura solo in modo impreciso,
che la loro applicazione è limitata dalle leggi quantiche e che perciò si
dovrebbe essere assai cauti nel loro uso. Nella teoria della relatività i
fisici hanno cercato di cambiare il significato delle parole della fisica
classica, per rendere i termini più precisi, in modo da adattarli alla nuova
situazione.
La struttura dello spazio e del tempo che è stata portata alla luce dalla
teoria della relatività, ha prodotto molte conseguenze in diverse parti
della fisica. L'elettrodinamica dei corpi in movimento può venir subito
derivata dal principio di relatività. Il principio stesso può essere
formulato come una legge assolutamente generale della natura, che si
riferisce, non solo alla elettrodinamica o alla meccanica, ma a qualsiasi
altro gruppo di leggi: che le leggi assumono la stessa forma in tutti i
sistemi di riferimento i quali sono diversi l'uno dall'altro soltanto per un
moto di traslazione uniforme; sono invarianti di fronte alla trasformazione
di Lorentz.
La conseguenza, forse più importante, del principio di relatività, è l'
inerzia dell'energia. Giacché la velocità della luce è la velocità limite
che possa mai esser raggiunta da qualsivoglia corpo materiale, è facile
vedere che è più difficile accelerare un corpo che già si muove a forte
velocità, che un corpo in quiete.
L'inerzia è venuta crescendo con l'energia cinetica. Ma, in modo
assolutamente generale, ogni tipo di energia, secondo la teoria della
relatività, porterà un contributo all'inerzia, vale a dire alla massa, e la
massa appartenente ad una determinata quantità di energia è proprio questa
energia divisa per il quadrato della velocità della luce.
Quindi, ogni energia, porta sempre con sé una massa, anche se ad un'energia
cinetica piuttosto grande s'accompagni soltanto una massa piccolissima; ed è
per questa ragione che la connessione fra massa ed energia non era mai stata
osservata prima.
Le due leggi della conservazione della massa e della conservazione dell'
energia perdono la loro validità separata e sono combinate in un'unica legge
che può essere definita la legge della conservazione dell'energia o della
massa. Anni fa, quando la teoria della relatività fu formulata, quest'
ipotesi della equivalenza di massa ed energia sembrò costituire una completa
rivoluzione nella fisica, e c'erano ancora scarse prove sperimentali in
favore di essa.
Ai nostri tempi noi vediamo, in molti esperimenti, quante particelle
elementari possono essere create dall'energia cinetica, e come tali
particelle vengano annientate per dar vita a delle radiazioni; perciò il
trasmutarsi dell'energia nella massa e viceversa, non ci suggerisce nulla di
inusuale.
L'enorme liberazione di energia nell'esplosione atomica è ancora un'altra e
più spettacolare prova della validità dell'equazione di Einstein. Ma qui
possiamo aggiungere un appunto critico storico.
E' stato qualche volta affermato che le enormi energie delle esplosioni
atomiche siano dovute ad una trasmutazione diretta della massa in energia, e
che si è stati in grado di prevedere queste energie soltanto sulla base
della teoria della relatività. Ciò costituisce, nondimeno, un
fraintendimento.
L'enorme quantità di energia utilizzabile contenuta nel nucleo atomico, era
nota dal tempo di Becquerel, Curie e Rutherdorf sui corpi radioattivi. Ogni
corpo radioattivo, come il Radio, produce una quantità di calore,
disintegrandosi, circa un milione di volte superiore al calore emesso in un
processo chimico per una uguale quantità di materia.
La sorgente di energia nel processo di fissione dell'uranio è proprio la
stessa che nella scomposizione alfa del Radio, cioè essenzialmente la
repulsione elettrostatica delle due parti in cui il nucleo è separato.
Perciò l'energia di una esplosione atomica deriva direttamente da questa
sorgente e non da una trasformazione della massa in energia. Il numero delle
particelle elementari con massa di riposo finita non decresce durante l'
esplosione. E' vero, però, che le energie di legame delle particelle del
nucleo atomico si fan sentire con le loro masse e perciò la liberazione dell
'energia è in questo modo indirettamente connessa anche con mutamenti che si
verificano nelle masse dei nuclei.
L'equivalenza di massa ed energia - oltre la grande importanza che ha in
fisica -  ha sollevato anche problemi concernenti antichissime questioni
filosofiche. E' stata, infatti, tesi comune a molti sistemi filosofici del
passato, che la sostanza, o materia, non può essere distrutta. Nella fisica
moderna, tuttavia, molti esperimenti hanno dimostrato che nelle particelle
elementari, come ad esempio positroni ed elettroni, possono essere
annichiliti e trasmutati in radiazione. Significa questo che quegli antichi
sistemi filosofici sono stati smentiti dalla moderna esperienza e che gli
argomenti da essi addotti ci han portato all'errore?
Sarebbe certamente una conclusione imprudente ed ingiustificata, giacchè i
termini "sostanza" e "materia", nella filosofia antica e medioevale, non
possono essere semplicemente identificati con il termine "massa" della
fisica moderna. Se si volesse esprimere la nostra esperienza moderna nel
linguaggio delle filosofie più antiche, si potrebbero considerare massa ed
energia come due diverse forme della stessa "sostanza" e mantenere perciò l'
idea della indistruttibilità della sostanza.
D'altra parte, non si può certo dire che si faccia un gran guadagno ad
esprimere la conoscenza moderna in linguaggio classico. I sistemi filosofici
del passato si formarono sul volume di conoscenze disponibili al loro tempo
e sulle linee di pensiero cui tali conoscenze avevano portato. Non ha senso
aspettarsi che i filosofi di molte centinaia d'anni fa abbiano previsto lo
sviluppo della fisica moderna o della teoria della relatività. Perciò i
concetti cui i filosofi furono condotti  durante il processo di
chiarificazione intellettuale, molto tempo addietro, non possono
verosimilmente adattarsi a fenomeni che possono essere osservati soltanto
con gli elaborati strumenti tecnici del nostro tempo.
Ma prima di affrontare la discussione sulle implicazioni filosofiche della
teoria della relatività è necessario illustrare i suoi ulteriori sviluppi.
L'ipotetica sostanza "etere", che aveva svolto un ruolo così importante
nelle prime discussioni sulla teoria di Maxwell nel diciannovesimo secolo,
era stata abolita - come è stato detto prima - dalla teoria della
relatività. Ciò viene espresso qualche volta dicendo che l'idea dello spazio
assoluto è stata abbandonata. Ma una simile affermazione dev'essere
accettata con molta cautela. E' vero che non ci si può fondare su un sistema
speciale di riferimento in cui la sostanza "etere" sia in stato di quiete, e
che possa pertanto meritare il nome di "spazio assoluto". Ma sarebbe errato
affermare che lo spazio ha ora perduto tutte le sue proprietà fisiche. Le
equazioni di moto, per corpi materiali o per campi, assumono tuttavia forma
diversa in un sistema di riferimento "normale". L'esistenza di forze
centrifughe in un sistema ruotante prova - per quanto almeno si riferisce
alla teoria della relatività  del 1905 e del 1906, l'esistenza di proprietà
fisiche dello spazio che consentono la distinzione tra un sistema ruotante
ed uno non ruotante.
Questo può apparire non soddisfacente da un punto di vista filosofico dal
quale si preferirebbe attribuire proprietà fisiche soltanto a entità
fisiche, come corpi materiali o campi, e non allo spazio vuoto. Ma per
quanto si riferisce alla teoria dei processi elettromagnetici o dei moti
meccanici, questa esistenza di proprietà fisiche dello spazio vuoto è
soltanto una descrizione di fatti che non può essere discussa.
Un'attenta analisi di questa situazione, fatta circa dieci anni dopo, nel
1916, condusse Einstein ad una importantissima estensione della teoria della
relatività, che è chiamata generalmente, teoria della "relatività generale".
Prima di addentrarci nella esposizione dei più importanti principi  di
questa nuova teoria, può essere utile dire poche parole sul grado di
certezza su cui possiamo fare assegnamento circa l'esattezza di queste due
parti della teoria della relatività. La teoria del 1905 e del 1906 è fondata
su un gran numero di fatti bene accertati: sugli esperimenti di Michelson e
Morley, ed altri dello stesso tipo, sull'equivalenza della massa e dell'
energia in innumerevoli processi radioattivi, sulla dipendenza della durata
dei corpi radioattivi dalla loro velocità, etc. Questa teoria appartiene,
perciò, ai principi fondamentali della fisica moderna e non può venir messa
in discussione nella presente situazione.
Per la teoria della relatività generale, l'evidenza sperimentale è molto
meno convincente, poiché scarsissimo è il materiale sperimentale. Esistono
soltanto poche osservazioni astronomiche che permettano un controllo dell'
esattezza degli assunti. Tutta questa teoria, perciò, è più ipotetica della
prima.
La pietra angolare della teoria della relatività generale è la connessione
fra inerzia e gravità. Misure molto precise hanno mostrato che la massa d'un
corpo come sorgente di gravità è esattamente proporzionale alla massa, come
misura per l'inerzia del corpo. Anche le più accurate misure non hanno mai
rilevato alcuna deviazione a questa legge.
Se la legge è generalmente vera, le forze gravitazionali possono essere
messe allo stesso livello delle forze centrifughe o di altre forze che si
generavano come reazione all'inerzia.
Giacché le forze centrifughe apparivano  dovute a proprietà fisiche dello
spazio vuoto, come era stato detto prima, Einstein si volse all'ipotesi che
anche le forze gravitazionali sono dovute a proprietà dello spazio vuoto. Si
trattava d'un passo importantissimo che spingeva subito a farne un altro di
uguale importanza. Noi sappiamo che le forze di gravità sono prodotte dalle
masse. Le forze centrifughe in un sistema ruotante devono essere prodotte
dalla rotazione (relativa al sistema) di masse forse molto distanti.
Per eseguire il programma tracciato in queste poche proposizioni, Einstein
dovette collegare le idee fisiche in esse implicite con lo schema matematico
di geometria generale sviluppato da Reinmann. Poiché le proprietà dello
spazio sembravano mutare continuamente con i campi gravitazionali, la sua
geometria doveva venire paragonata alla geometria delle superfici curve,
dove la linea retta della geometria euclidea dev'essere sostituita con la
linea geodetica, la linea della distanza più breve, e dove la curvatura
cambia continuamente.
Einstein riuscì infine a fornire una formulazione matematica della
connessione fra la distribuzione delle masse ed i parametri determinanti
della geometria. Era, fino ad un'altissima approssimazione, identica alla
teoria della gravitazione convenzionale, ed era inoltre in grado di predire
alcuni interessanti effetti, che erano proprio al limite della misurabilità:
ad esempio, l'azione della gravità della luce.
Quando della luce monocromatica è emessa da una stella pesante, i quanta di
luce perdono energia movendosi attraverso il campo gravitazionale della
stella; ne deriva uno spostamento verso il rosso della linea spettrale
emessa. Non v'è ancora alcuna prova sperimentale di questo spostamento verso
il rosso, come ha mostrato chiaramente la discussione sugli esperimenti di
Freundlich.  Ma sarebbe anche prematuro concludere che gli esperimenti
contraddicano la predizione della teoria di Einstein. Un fascio di luce che
passi vicino al sole deve essere deflesso dal suo campo gravitazionale.
La deflessione è stata provata sperimentalmente da Freundlich, nel giusto
ordine di grandezza; ma se la deflessione si accorda quantitativamente  con
il valore predetto dalla teoria di Einstein, non è stato ancora deciso.
La miglior prova  per la validità della teoria della relatività generale
sembra essere la precessione del moto orbitale del pianeta Mercurio, che in
effetti coincide mirabilmente con il valore predetto della teoria.
Per quanto la base sperimentale della relatività generale sia ancora
piuttosto ristretta, la teoria contiene idee della più grande importanza.
Per tutto l'intero periodo che va dai matematici dell'antica Grecia al
diciannovesimo secolo, la geometria euclidea era stata considerata come
evidente; gli assiomi di Euclide venivano considerati come il fondamento di
qualsiasi geometria matematica, un fondamento che era al di fuori d'ogni
discussione. Poi, nel diciannovesimo secolo, i matematici Bollai e
Lobachewsky, Gauss e Reinmann, scoprirono che era possibile inventare nuove
geometrie che potevano venire sviluppate con la stessa precisione matematica
di quella euclidea; perciò i problemi su quale fosse la geometria corretta
assunsero un carattere puramente empirico.
Ma fu soltanto attraverso l'opera di Einstein che la questione potè essere
realmente assunta dai fisici. La geometria discussa nella teoria della
relatività generale non si riferiva soltanto allo spazio tridimensionale, ma
al molteplice, quadrimensionale costituito di spazio e di tempo.
La teoria stabiliva una connessione fra la geometria in questo molteplice, e
la distribuzione delle masse nel mondo. Perciò questa teoria sollevò in
forma completamente nuova i vecchi problemi sul comportamento dello spazio e
del tempo in scala più vasta; essa potrebbe suggerire delle risposte fornite
dal controllo delle osservazioni.
Di conseguenza, vennero ripresi molti vecchi problemi filosofici che avevano
occupato la mente dell'uomo fin dalle prime fasi della filosofia e della
scienza. Lo spazio è finito o infinito? Che cosa c'era prima dell'inizio del
tempo? Che cosa accadrà alla fine del tempo? O non esiste né principio, né
fine?
Tali domande avevano trovato diverse risposte nelle varie filosofie e
religioni. Nella filosofia di Aristotele, per esempio, lo spazio vitale dell
'universo era finito (per quanto infinitamente divisibile).
Lo spazio era dovuto alla estensione dei corpi, era connesso con i corpi:
non c'era spazio dove non c'erano corpi. L'universo era costituito dalla
Terra, dal Sole con i pianeti e dalle stelle; un numero di corpi finito.
Oltre la sfera delle stelle non c'era spazio; perciò lo spazio dell'universo
era finito.
Nella filosofia di Kant tale questione apparteneva alle cosiddette
"antinomie" - domande che non potevano ottenere risposta giacchè due diversi
argomenti portavano a risultati opposti - . Lo spazio non può esser finito
poiché noi non possiamo immaginare per esso una fine; in qualsivoglia punto
dello spazio perveniamo, possiamo sempre immaginare di poter procedere
oltre. Nello stesso tempo lo spazio non può essere infinito, poiché lo
spazio è qualche cosa che noi possiamo immaginare (altrimenti la parola
"spazio" non si sarebbe potuta formare) e noi non riusciamo ad immaginare
uno spazio infinito.
Per questa seconda tesi l'argomento di Kant non è stato riprodotto
letteralmente. La frase "lo spazio è infinito" significa per noi qualche
cosa di negativo: noi non possiamo pervenire al termine dello spazio. Per
Kant ciò significa che l'infinità dello spazio è effettivamente data, che
essa esiste in un senso che, però, possiamo difficilmente riprodurre. Il
risultato di Kant è che una risposta razionale alla domanda se lo spazio sia
finito o infinito non può essere data, poiché l'universo non può essere
oggetto della nostra esperienza nella sua totalità.
Una situazione simile può incontrarsi riguardo al problema della infinità
del tempo. Nelle "Confessioni" di Sant'Agostino, ad esempio, la questione
assume la forma seguente: che cosa faceva Dio prima che egli creasse il
mondo? Agostino non è soddisfatto della risposta scherzosa: "Dio era
affaccendato a preparare l'inferno per quelli che fanno delle domande
stupide". Sarebbe, egli dice, una risposta troppo a buon mercato, ed egli si
sforza di sottoporre il problema ad una analisi razionale. Il tempo passa
soltanto per noi. E' atteso da noi in quanto futuro, è trascorrente come
momento presente ed è da noi ricordato come passato. Ma Dio non è nel tempo:
per lui mille anni sono come un giorno, ed un giorno è come mille anni.
Il tempo è stato creato insieme con il mondo, appartiene al mondo, perciò
non esisteva tempo prima che l'universo esistesse. Per Dio l'intero universo
è dato tutto insieme. Non c'era tempo prima che Egli creasse il mondo.
E' ovvio che in affermazioni del genere la parola "creasse" fa subito
sorgere tutte le principali difficoltà.  Questa parola, così com'è
comunemente intesa, significa che qualche cosa che prima non era è venuta ad
essere, ed in questo senso essa presuppone il concetto del tempo. E' perciò
impossibile definire in termini razionali ciò che potrebbe essere il
significato della frase "il tempo è stato creato". Questo fatto ci ricorda
di nuovo quella lezione, già spesso discussa, che abbiamo appresa dalla
fisica moderna: che ogni parola o concetto, per chiari che possano sembrare,
hanno soltanto una campo limitato di applicabilità. Nella teoria della
relatività generale si può rispondere a questa domanda circa l'infinità
dello spazio e del tempo sopra una base empirica.
Se la connessione fra la geometria quadrimensionale nello spazio e nel
tempo, e la distribuzione delle masse nell'universo è stata data
correttamente dalla teoria, allora le osservazioni astronomiche sulla
distribuzione delle galassie nello spazio c'informano circa la geometria
dell'universo come un tutto. Per lo meno si possono costruire "modelli" dell
'universo, rappresentazioni cosmologiche, le cui conseguenze possono essere
messe a confronto con i fatti empirici.
In base alle attuali conoscenze astronomiche non è possibile distinguere in
modo preciso tra vari modelli possibili. Può essere che lo spazio riempito
dall'universo sia finito. Ciò non significherebbe che in qualche posto ci
sono i limiti dell'universo. Significherebbe soltanto  che procedendo sempre
più lontano in una direzione dell'universo si finirebbe col tornare al punto
da cui si era partiti. La situazione sarebbe simile a quella che si realizza
nella geometria bidimensionale sulla superficie della Terra, dove noi,
partendo da un punto in direzione Est, torniamo allo stesso punto provenendo
dall'Ovest.
Rispetto al tempo, sembra esserci qualcosa di simile ad un principio. Molte
osservazioni ci parlano d'un inizio dell'universo, quattro miliardi di anni
or sono: esse sembrano almeno rivelarci che in quel tempo tutta la materia
dell'universo era concentrata in uno spazio molto più piccolo di quello di
oggi, e si sarebbe poi espansa da quel piccolo spazio a differenti velocità;
lo stesso periodo di quattro miliardi di anni si ricava da osservazioni
molto diverse (per esempio, dall'età dei meteoriti e dei metalli sulla
Terra, ecc.), e sarebbe perciò difficile trovare un'interpretazione
essenzialmente diversa da quest'idea d'origine.
Se essa fosse esatta, vorrebbe dire che prima di questo periodo il concetto
di tempo avrebbe dovuto subire mutamenti essenziali.
Allo stato attuale delle osservazioni astronomiche, non è possibile
rispondere a queste domande su una solida base empirica. Anche per il tempo
la teoria della relatività generale poggia su un ristretto fondamento
sperimentale e dev'essere considerata molto meno certa della cosiddetta
teoria della relatività speciale espressa dalla trasformazione di Lorentz.
Anche limitando le discussioni su quest'ultima teoria, non c'è dubbio che la
teoria della relatività ha mutato profondamente le nostre concezioni sulla
struttura dello spazio e del tempo. La cosa che più ci colpisce in questi
cambiamenti, non è forse la loro speciale natura, ma il fatto che essi siano
stati possibili.
La struttura dello spazio e del tempo che era stata definita da Newton come
la base della sua descrizione matematica della natura, era semplice e
consistente, e corrispondeva assai strettamente all'uso dei concetti di
spazio e di tempo nella vita quotidiana. Questa corrispondenza era di fatto
così stretta che le definizioni di Newton potrebbero essere considerate come
la precisa formulazione matematica di questi concetti comuni.
Prima della teoria della relatività, sembrava assolutamente ovvio che degli
eventi potessero venire ordinati nel tempo, indipendentemente dalla loro
posizione nello spazio. Noi sappiamo ora che ciò è determinato, nella vita
quotidiana, dal fatto che la velocità della luce è più elevata di qualsiasi
altra velocità riscontrabile nell'esperienza pratica; ma tale restrizione
non era naturalmente conosciuta a quel tempo. Ed anche se noi ora la
conosciamo, ci è difficile immaginare che l'ordine temporale degli eventi
debba dipendere dalla loro posizione nello spazio.
La filosofia di Kant attrasse più tardi l'attenzione sul fatto che i
concetti di spazio e di tempo appartengono alla nostra relazione con la
natura, non alla natura stessa; che noi potremmo descrivere la natura stessa
senza far uso di quei concetti. Di conseguenza, quei concetti sono, in un
certo senso "a priori", sono la condizione primaria e non il risultato dell'
esperienza, e si pensava che non potessero essere alterati da nuove
esperienze. Perciò, la necessità del mutamento apparve come una grande
sorpresa. Era la prima volta che gli scienziati apprendevano quanto cauti si
dovesse essere nell'applicare i concetti di vita quotidiana all'esperienza
raffinata della moderna scienza sperimentale.
Persino la precisa e consistente formulazione di questi concetti nel
linguaggio matematico della meccanica di Newton o l'accurata analisi che se
ne fa nella filosofia kantiana, non avevano offerto protezione sufficiente
contro l'analisi critica resa possibile da misurazioni estremamente esatte.
Questo ammonimento si mostrò più tardi estremamente utile nello sviluppo
della fisica moderna, e sarebbe certo stato ancora più difficile intendere
la teoria dei quanta se il successo della teoria della relatività non avesse
ammonito i fisici contro l'uso acritico dei concetti assunti dalla vita
quotidiana o dalla fisica classica.

 ruolo importantissimo.
CUT
Da dove l'hai copiato?
-- 
"Io so io e voi nun sete un cazzo!"
Albertone (R.I.P.)
ICQ:61810110 
YAHOO!:Kiavick

 che ha detto
[CUT]
Non potevi postare il link invece di postare
36 kb di messaggi?
        danilo

 36 kb di messaggi?
ih ih ih
..e se eri tu cosě?? :-|
Tutan

 Da dove l'hai copiato?
Non mi ricordo: ho messo "teoria della relatività" su altavista e vai.
Giusto per prendere un po' per culo Lucas. :-P

 36 kb di messaggi?
Allòr non si' capit nudd!

 wrote in
news:xWR8a.175318$
ZE.52...@twister2.libero.it
: 

 ha scritto nel messaggio
news:Xns933BEEAAAC73...@195.31.190.131...


 importantissimo.
                                     (cuttissimo)
e se invece avesse voluto parlare della Bibbia? :-O
ciao
Carlo
--------------------------------
Inviato via 
http://usenet.libero.it

 wrote in
news:rY99a.178267$
ZE.53...@twister2.libero.it
: 


 ha scritto nel messaggio
news:Xns933BF1B1453F...@195.31.190.131...


 Comunque hai imparato a fare il copia-incolla!
Dai tuoi messaggi si evince una sola cosa: hai poco rispetto per il prossimo
e ti credi migliore degli altri.
Detto questo, caro lucas....
... P    L    O    N    K    !     !    !    !    !    !    !    !

 ha scritto nel messaggio
news:Tma9a.178377$ZE.53...@twister2.libero.it...


 Giusto per prendere un po' per culo Lucas. :-P
E ci voleva addirittura la teoria della realtività?
Sprecone...
;-)
-- 
Kaiser®
See the stars, they're shining bright
Everything's alright tonight (DM)

 segreto di Fatima?
E se non ne so niente? che faccio? Mi sparo in bocca?


 E se non ne so niente? che faccio? Mi sparo in bocca?
Esagerato... puoi sempre usare una corda e risparmi


 E se non ne so niente? che faccio? Mi sparo in bocca?
no....senti a me,
fatti un giro al Gilda a Bari....
;-)
Taita


Che discussione sterile e amorfa......e AVAST!!
valestrega

E se non ne so niente? che faccio? Mi sparo in bocca?
UHAHAHJAHAHAHAHAHA!
Kaishift

di Fatima?
oh ! madonn' meaaaaaaaa   :-O
ciao Viola

Kaiser® <person...@NOSPAMvirgilio.it> ha scritto:
| E se non ne so niente? che faccio? Mi sparo in bocca?
Sģ. :)
--
Josedam
(aggiungere *@
despammed.com
* al mio nick per rispondermi in privato)




 Sì. :)
dopo di lei... sire.


KaiserŽ <person...@NOSPAMvirgilio.it> ha scritto:
| dopo di lei... sire.
Facci prima lei.
