13/08/18

L'orologio di chi viaggia non rallenta! ** (con aggiunta importante)

Scusate se torno su un argomento dibattuto più volte durante la trattazione della relatività ristretta e non solo, ma ciò che leggo TROPPO spesso nel web porta inesorabilmente verso una conclusione completamente sbagliata! Vorrei ribadire un concetto fondamentale...

La relatività ristretta si occupa essenzialmente di come un osservatore, che appartiene a un certo sistema di riferimento, vede ciò che capita a un osservatore che si muove a velocità COSTANTE comparabile con quella della luce.

Io mi considero fermo (ma tutti potrebbero considerarsi fermi se si muovono a velocità costante l'uno rispetto all'altro) e vedo il mio orologio girare in modo del tutto "normale": tic-tac-tic-tac.

Per quanto detto prima, anche chi viaggia ad alta velocità rispetto a me si può considerare fermo senza alcun problema (lo sapevano anche Galileo e Giordano Bruno) e quindi il suo orologio gira nello stesso identico modo: tic-tac-tic-tac.

Dato che nessun sistema di riferimento è privilegiato rispetto a un altro (io mi considero fermo rispetto al mio amico viaggiatore, ma lui si considera fermo ed è convinto (giustamente) che sia io a muovermi con velocità uguale e contraria), il tempo scorre esattamente nello stesso modo in tutti i sistemi di riferimento, ossia per me che sto sulla Terra, per chi sta viaggiando verso la galassia di Andromeda, per un  elettrone o un protone scagliati da una supernova, addirittura per un fotone che viaggia alla velocità della luce. Tutti i nostri orologi misurano lo stesso tempo ed esso viene proprio chiamato TEMPO PROPRIO.

Il problema nasce quando io, che mi considero fermo, guardo l'orologio del mio amico che viaggia... Per me il suo orologio va decisamente più piano del mio. Il suo tempo si è dilatato. Ma non è ovviamente solo l'orologio meccanico che ha rallentato, ma anche tutto ciò che è scandito dal tempo. Vedo il mio amico che svolge le solite azioni al rallentatore... ma anche quelle biologiche: il suo cuore batte una volta ogni tot secondi... tic------tac------tic------tac. La sua barba cresce più lentamente. In parole povere, lui invecchia molto più lentamente di me! Sì, è vero, ma questo è ciò che vedo io da un sistema di riferimento diverso dal suo.

Se lui riuscisse a vedere me, vedrebbe che è il mio orologio meccanico e biologico a rallentare, in modo perfettamente simmetrico.

Ne consegue che è COMPLETAMENTE SBAGLIATO dire che l'orologio di chi viaggia a grande velocità va più piano, ma è invece GIUSTO dire che IO VEDO IL SUO OROLOGIO RALLENTARE, così come LUI VEDE IL MIO OROLOGIO RALLENTARE. In realtà, i nostri due orologi vanno entrambi perfettamente d'accordo e seguono il tempo proprio che è uguale per tutti.

Possiamo perfino spingerci a considerare l'unica "cosa" che può viaggiare alla velocità della luce, la massima possibile (il fotone)! Se il fotone (colui che porta la luce e che lo può fare perché non ha massa) avesse un suo orologio, lo vedrebbe girare in modo perfettamente uguale al nostro. Tuttavia, se noi riuscissimo a vederlo lo vedremmo  fermo... dato che il rallentamento sarebbe infinito, ossia dopo il tic bisognerebbe aspettare un tempo infinito per sentire il tac. Per noi, perciò, solo per NOI il suo tempo non scorre mai. Per lui, se potesse guardarci, saremmo noi a essere sempre immobili  e con l'orologio fermo.

Per riassumere le idee e non volendo leggere l'articolo sulla relatività ristretta (alla portata di tutti, però, e vi consiglio di farlo) basta andare a leggere la favola del muone e legare quanto detto in questo breve appello con quanto succede in quella avventura, in fondo anche abbastanza commovente...

NOTA BENE (su suggerimento di Fabrizio)

Diamo il giusto significato al verbo VEDERE l'orologio di chi viaggia...

A prima vista si penserebbe che per vedere l'orologio di un certo oggetto in movimento bisognerebbe aspettare che la luce dell'orologio del viaggiatore arrivi fino all'osservatore che si considera fermo. E in modo analogo per il viaggiatore che deve aspettare un certo tempo per vedere l'orologio dell'osservatore "fermo". Tuttavia, quando parliamo di osservatore, sia esso fermo o in movimento, parliamo di tutto il suo sistema di riferimento che si muove o sta fermo in modo solidale con lui. Ogni sistema di riferimento ha tutti i suoi orologi sincronizzati (vedi Fig. 13 e 14 di questo articolo), per cui è come se esistessero infiniti orologi sparsi ovunque, di cui almeno uno (in ogni istante) talmente vicino all'oggetto in movimento (o fermo) da ammettere che la luce dell'orologio impieghi un tempo zero a effettuare il percorso tra viaggiatore e osservatore o viceversa. In poche parole, l'osservatore non è un punto del sistema di riferimento, ma qualsiasi suo punto, dato che tutti i suoi punti hanno orologi perfettamente sincronizzati tra loro.

Per un razzo che viaggi a una frazione non trascurabile della velocità della luce, il sistema Sole-Terra- Luna e pianeti può essere considerato unico, fermo e completamente sincronizzato (i moti relativi tra i vari oggetti sono trascurabili). Il ritardo dell'orologio dell'astronave può essere visto o da Marte o dalla Terra o dal Sole, ma segnerà sempre lo stesso rallentamento. Non vi è nessun bisogno che la luce dell'orologio viaggiante arrivi fino alla Terra e a un singolo osservatore.

5 commenti

  1. Fabrizio

    Ritornare su questo argomento è sempre utile.

    Volevo fare presente anche l'importanza di chiarire cosa veramente significa "IO VEDO IL SUO OROLOGIO RALLENTARE" e "LUI VEDE IL MIO OROLOGIO RALLENTARE". Attribuire al termine VEDO/VEDE un significato troppo comune è stato per me l'origine di alcune confusioni ed errori.

    Nell'articolo  consigliato da Enzo l'argomento è trattato in modo approfondito nel testo che fa riferimento alle figure 13 e 14. Credo che per capire l'argomento richiamato da Enzo, almeno questa parte dell'articolo debba essere tenuta ben presente.

  2. Dice giustamente Fabri che il termine vedere diventa molto delicato. L'ideale sarebbe dire soltanto che per chi appartiene al sistema che si considera fermo, l'orologio del viaggiatore rallenta. Oppure immaginare lo spazio composto da infiniti osservatori appartenenti al sistema i quali , essendo ovunque, possono anche controllare fisicamente il loro orologio con quello del viaggiatore (il tempo luce necessario per vedere sarebbe trascurabile). Questa ultima soluzione è quella che lo stesso Einstein ha usato per definire un sistema di riferimento, che non è un singolo osservatore, ma tutto ciò che si muove solidalmente con l'osservatore.

  3. Dopo l'acuta osservazione di Fabrizio, ho preferito aggiungere una breve appendice nell'articolo per chiarire meglio il significato di ... VEDERE.

  4. Gianni Bolzonella

    Si potrebbe affermare che è la piattaforma e tutto quello che viaggia e soggiace alle sue proprie  leggi fisiche,che rimangono uguali temporalmente,che è interessata ad avere questa asimmetria temporale con un'altra o più piattaforme.

  5. caro Gianni,

    in realtà, è chi sta fermo ( che si crede tale) che vede l'asimmetria temporale nella piattaforma viaggiante (per lui).

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