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La Relatività: Galilei e Einstein. Come cambia la nostra intuizione Roberto Pettorino Università di Napoli Federico II Miseno 30-05-09.

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1 La Relatività: Galilei e Einstein. Come cambia la nostra intuizione Roberto Pettorino Università di Napoli Federico II Miseno

2 Galilei prima che pensatore o filosofo è un osservatore diligente del mondo naturale: Semplifica e sintetizza le sue esperienze in esperimenti che non hanno bisogno di essere fatti per convincere.

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5 La relatività è lesempio più nitido ed è la base della Scienza Moderna Einstein non è da meno… Un filo rosso lega Galilei/Einstein e la nostra comprensione dellUniverso

6 Galileo Galilei Albert Einstein

7 1. Galileo Galilei e losservazione diligente : il Principio di Relatività 2. Einstein e la semplicità : la costanza della velocità della luce e la Relatività Ristretta 3. Einstein e lostinazione della ragione : la Relatività Generale 1. Galileo Galilei e losservazione diligente : il Principio di Relatività 2. Einstein e la semplicità : la costanza della velocità della luce e la Relatività Ristretta 3. Einstein e lostinazione della ragione : la Relatività Generale Miseno

8 … Rinserratevi con qualche amico nella maggior stanza che sia sotto coverta di un gran navilio, e quivi fate d aver mosche, farfalle e simili animaletti volanti; siavi anco un gran vaso d acqua, e dentrovi de pescetti; sospendasi anco in alto qualche secchiello, che a goccia a goccia vadia versando dell acqua in un altro vaso di angusta bocca, che sia posto in basso: e stando ferma la nave, osservate diligentemente Galileo Galilei Dialogo sui Massimi Sistemi Firenze 1632 Miseno Losservazione diligente

9 quelli animaletti volanti con pari velocit à vanno verso tutte le parti della stanza; i pesci si vedranno andar notando indifferentemente per tutti i versi; le stille cadenti entreranno tutte nel vaso sottoposto; e voi, gettando all amico alcuna cosa, non pi ù gagliardamente la dovete gettare verso quella parte che verso questa, quando le lontananze sieno eguali; e saltando voi, come si dice, a pi è giunti, eguali spazi passerete verso tutte le parti. Miseno

10 Osservate che avrete diligentemente tutte queste cose, bench è niun dubbio ci sia che mentre il vassello sta fermo non debbano succeder cos ì, fate muover la nave con quanta si voglia velocit à ; che (pur che il moto sia uniforme e non fluttuante in qua e in l à ) voi non riconoscerete una minima mutazione in tutti li nominati effetti, n é da alcuno di quelli potrete comprendere se la nave cammina o pure stia ferma … Miseno

11 Nessuno dubita che sia così, il tempo scorre eguale per tutti eppure due osservatori in moto relativo possono discordare sulla posizione spaziale di due eventi successivi nel tempo. Miseno

12 Principio di Relatività di Galilei La descrizione dei fenomeni naturali (essenzialmenti meccanici) è la stessa per tutti gli osservatori inerziali Miseno

13 - la velocità della luce C= Km/sec nel vuoto - elettricità e magnetismo "A Treatise on Electricity and Magnetism" James Maxwell La Semplicità Miseno

14 Relatività Speciale Principio di relatività di Galilei + Velocità della luce è la stessa per tutti gli osservatori inerziali Miseno

15 Napoli Cassino Roma Un esperimento ideale

16 Il tempo di un evento dipende dallosservatore così come la posizione è una rivoluzione concettuale: il tempo non è universale. Il teatro degli eventi è lo Spazio-Tempo a quattro dimensioni ed ogni osservatore inerziale ha il suo punto di vista Miseno

17 Accettabile ma… Misure di lunghezza contrazione Misure di tempo dilatazione Paradossi solo apparenti! Miseno

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19 La relatività speciale non si applica alla gravitazione Si seleziona una classe speciale di osservatori Miseno Lostinazione della ragione

20 2 formule note… F=m i a F = k ( m g M g )/r 2 Forza di Newton Miseno

21 ..e una stranezza m i a = k ( m g M g )/r 2 se m i = m g laccelerazione non dipende dalla grandezza delloggetto Miseno

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23 è un fatto: tutti i corpi cadono allo stesso modo Gli ascensori di Einstein Miseno

24 g g Ascensore in caduta libera Ascensore nello spazio remoto La fisica è la stessa Miseno

25 g g Ascensore in moto accelerato Ascensore sospeso alla fune sulla terra La fisica è la stessa Miseno

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27 Principio di equivalenza E sempre possibile localmente scegliere un riferimento non inerziale (accelerato) in cui la forza di gravità scompare Miseno

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29 Principio Generale di Relatività La descrizione dei fenomeni naturali (tutti) è la stessa per tutti gli osservatori (inerziali o non inerziali). La presenza di masse, quindi la gravità, si manifesta nella struttura dello spazio. Miseno

30 Per la prima volta e possibile fare scienza dellUniverso e della sua evoluzione. Equazioni di Einstein (1915)– Cosmologia In largo anticipo sui tempi… Miseno

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