Paradosso dei gemelli compreso di paradosso

in #ita6 years ago (edited)

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Foto di mia proprietà

Leggendo il post di pagliozzo (https://steemit.com/ita/@pagliozzo/il-paradosso-dei-gemelli) mi sono reso conto che questo paradosso non è stato completamente "digerito" dal grande pubblico.
Tanto per iniziare il paradosso non è stato proposto da Einstein, ma da Herbert Dingle.
Lo scopo di Dingle era mettere in evidenza come la teoria della relatività ristretta generasse, appunto, dei paradossi.
Einstein è uno dei fisici che hanno cercato di dimostrare che il paradosso dei gemelli non fosse, in realtà, un paradosso, bensì fosse spiegabile in modo compiuto all'interno della teoria della relatività ristretta e speciale.
Ipotizzando che un gemello salga su un'astronave che viaggia a velocità tale da produrre una distorsione dello spazio-tempo secondo la teoria della relatività ristretta, mentre l'altro resta a terra, si produce un paradosso.
La sostanza del paradosso sta in questo, se si calcola lo scorrere del tempo dal punto di vista del gemello che resta sulla terra per lui il tempo scorrerà più lentamente e quindi, alla fine del viaggio sarà più vecchio del gemello che ha viaggiato, visto che questo, muovendosi a velocità prossime a quelle della luce vedrà contrarsi lo spazio-tempo; d'altra parte, se lo stesso calcolo viene fatto considerando l'astronave ferma e il sistema terra in movimento rispetto ad essa, si arriva al risultato contrario, sarebbe il gemello che resta a terra a muoversi a velocità prossime a quelle della luce e l'astronauta ad essere fermo.
Quindi, i due gemelli, a secondo del riferimento inerziale che si usa per il calcolo, sarebbero alternativamente più vecchi o più giovani uno dell'altro.
La soluzione proposta dai fisici, tra cui Einstein, che sostenevano la teoria della relatività non convinse mai Dingle.
In effetti non è una vera soluzione e, di fatto, fa un po' a pugni con la teoria della relatività stessa.
La spiegazione del paradosso poggia sulla definizione di sistema inerziale, si spiega il paradosso come apparente sostanzialmente col fatto che l'astonave non è un sistema inerziale come la terra, perché deve subire un'accelerazione, una decelerazione, una inversione, una nuova accelerazione e quindi una decelerazione finale.
Questo è sostanzialemente un escamotage, infatti basta precisare che l'astronave passa vicino alla terra a velocità quasi-luce, il gemello astronauta ci salta su al volo, l'astronave compie una traiettoria ellittica e, al ritorno il gemello scende dall'astronave in corsa (certo è un tantino difficile... però siamo alla teoria pura) e siamo di fronte a due sistemi inerziali (senza accelerazioni e/o decelerazioni) e il paradosso è lì che ci sorride di nuovo sornione.
Precisiamo poi che questo paradosso non ha nulla a che vedere con i viaggi nel tempo, si tratta solo di mettere in luce le conseguenze della teoria della relatività che comporta, tra le tante cose, la relatività dei concetti di spazio e tempo, che diventano, appunto un tutt'uno, cioè lo spazio-tempo che non è più un sistema di riferimento fisso, ma relativo al sistema inerziale di riferimento.
Detto in parole più semplici, la velocità, la posizione nello spazio e lo scorrere del tempo dipendono dal sistema "fermo" al quale ci si appoggia per calcolarle.

Personalmente, come Dingle, ho sempre nutrito fortissimi dubbi sulla sensatezza della teoria della relatività.
Se si analizza a fondo tutta l'impalcatura logica della teoria della relatività è autoreferenziale, perché poggia e si dimostra basandosi sul fatto che la velocità della luce non è superabile.
Il problema è che tutte le dimostrazioni del fatto che la velocità della luce non è superabile si basano su misure fatte con la luce stessa e/o con fenomeni elettromagnetici.
Per fare un paragone immaginate che io prenda il tachimetro della mia bicicletta, che misura velocità fino a, poniamo, 70 km/h e lo monti sulla mia automobile, se poi portassi l'auto alla velocità massima e dicessi, questa auto al massimo, fa 70 km/h.
Anche qui siamo di fronte ad un paradosso, è impossibile stabilire se esistono entità fisiche o particelle che viaggiano ad una velocità superiore a quella della luce, finchè non ne troveremo una.
Fino a quel momento non è possibile pretendere di misurare la velocità di qualcosa che supera quella velocità usando qualcosa che non la supera.
A me piace molto anche l'esempio del suono.
Se si prendono tutte le "spiegazioni" della teoria della relatività e si sostituisce alla luce il suono, fingendo di non sapere che la sua velocità è facilmente superabile, si arriva agli stessi paradossi ed alle stesse conclusioni, avendo però come limite la velocità del suono al posto di quella della luce.
Per calcolare la velocità (o la distanza) di un suono usiamo un altro tachimetro, ad esempio la luce, che viaggiando molti ordini di grandezza più velocemente, possiamo considerare istantanea al fine di calcolare la distanza di un suono.
Ad esempio è uso comune contare i secondi che intercorrono tra il lampo e il tuono per determinare la distanza di un fulmine, infatti la luce arriva ai nostri occhi quasi (quasi però...) istantanemente, conoscendo la velocità del suono possiamo calcolare la distanza del fulmine.
Cosa potrebbe succedere se un'astronave, semplicemente, rispetto al nostro punto di osservazione viaggiasse ad una velocità superiore a quella della luce?
Potrebbe, molto semplicemente. verificarsi la stessa cosa che succede con il suono, assisteremmo ad un bang luminoso, dovuto al fatto che più immagini dell'astronave arriverebbero a noi osservatori contemporaneamente da punti diversi, così come succede con il bang sonico quando un aereo supera la velocità del suono.
Da quel momento l'immagine che ci arriverebbe dell'astronave proverrebbe dal "passato" dell'astronave, ma non vi sarebbe nessuna dilatazione dello spazio-tempo, solo il fatto che utilizzando un sistema di misurazione troppo "lento" non saremo in grado di determinare la posizione dell'astronave, a meno di sapere esattamente quale sia la sua velocità relativa a noi osservatori.

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