osservatori e tempi fisica classica entropia e irreversibilità come e dove emerge il problema del tempo? fisica moderna teoria della relatività

Concezione newtoniana dello spazio e del tempo Spazio e tempo sono degli assoluti, esistendo oggettivamente e allo stesso modo per tutti gli osservatori Il tempo assoluto, vero e matematico, considerato in sé e nella sua natura senza relazione a nulla di estraneo, fluisce egualmente, e si chiama durata. Il tempo relativo, apparente e volgare, è quella misura (accurata o no) sensibile ed esterna di una parte qualsiasi di durata tratta dal movimento, e adoperata comunemente in vece del tempo, come l’ora, il giorno, il mese, l’anno. (Philosophie naturalis principia mathematica)

enti veri e matematici spazio e tempo assoluti Dio - teologia (… osservo tuttavia che comunemente queste quantità sono concepite solo in relazione a cose sensibili …) risultato di una misura spazio e tempo relativi scopi pratici

Per Newton esiste un sistema di riferimento privilegiato, quello delle stelle fisse, rispetto al quale ha senso parlare di moto assoluto postulato fondamentale della meccanica classica le lunghezze spaziali e gli intervalli temporali sono gli stessi per tutti gli osservatori, qualunque sia il loro stato di moto tale postulato implica le trasformazioni galileiane di coordinate e la legge di composizione classica delle velocità

y y’ v S S’ u P u’ x x’ z’ z trasformazioni galileiane composizione classsica delle velocità

Ernst Mach (1838-1916) (La meccanica nel suo sviluppo storico critico) analisi del concetto di tempo e della sua misura non siamo in grado di misurare i mutamenti delle cose rapportandoli al tempo; al contrario il tempo è una astrazione , alla quale arriviamo proprio attraverso la constatazione del mutamento. non si può parlare di un tempo assoluto (indipendente da ogni mutamento) dato che questo non può essere commisurato ad alcun moto, e perciò non ha valore né pratico né scientifico

emerge una concezione relazionale del tempo tutte le cose sono in dipendenza reciproca e noi stessi, con i nostri pensieri, siamo solo una parte della natura l’uomo deve le rappresentazioni temporali alla mutua dipendenza delle cose emerge una concezione relazionale del tempo

il giovane Einstein è fortemente influenzato da Mach tutte le nostre valutazioni, in cui il tempo ha una parte importante, sono sempre relative ad eventi simultanei la possibilità di parlare di un tempo comune in un SR passa per la chiarificazione del concetto di simultaneità che cosa significa il fatto che due eventi sono simultanei? esiste solo una cosa che si deve richiedere alla definizione di simultaneità: che in ogni caso concreto essa ci fornisca un metodo empirico per decidere se il concetto da definirsi si verifichi oppure no

y x z A B definizione di simultaneità tra orologi stazionari in un SR, utilizzando l’invarianza (per definizione) della velocità della luce (essenziale per parlare di un tempo comune nel SR) y A B x z

Il “tempo” di un evento è quello che è segnato, simultaneamente all’evento, da un orologio stazionario posto nel luogo dell’evento, con la condizione che tale orologio sia sincrono, e lo sia per tutte le determinazioni di tempo, con un orologio stazionario fissato. i concetti di sincronismo, o simultaneità, e quindi di tempo sono introdotti mediante l’uso di esperimenti fisici ideali

M’ treno v banchina A M B eventi simultanei in A e B rispetto alla banchina non possono essere tali rispetto al treno

postulati della relatività ristretta le leggi della fisica sono le stesse (covarianti) in tutti i sistemi di riferimento inerziali la velocità della luce è la stessa (c) (invariante) in tutti i sistemi di riferimento inerziali

trasformazioni di Lorentz-Fitzgerald composizione relativistica delle velocità

relatività della simultaneità dilatazione dei tempi contrazione delle lunghezze invarianza dell’intervallo spazio-temporale

tempo futuro spazio passato

t’ t x’ x

t Effetto gemelli A B O s

larghezza della galassia rispetto alla particella d = 100000 a.l. larghezza della galassia rispetto alla particella

non esiste “il” tempo: esistono vari (infiniti) tempi non esiste “il” presente: i presenti dei vari osservatori sono diversi tra loro, dato che non contengono gli stessi eventi non esiste il “presente cosmico”: percepiamo e possiamo attribuire significato solo al presente che è qui

la relatività ristretta conduce ad una concezione relazionale del tempo (e dello spazio): non sussiste in modo autonomo (indipendentemente dagli oggetti ed eventi fisici), ma dipende dall’ esistenza di relazioni fisiche tra gli eventi non è comunque una posizione antirealistica

relatività generale sostanzialismo lo spazio-tempo ha un’esistenza di per sé, in interazione fisico-causale con la materia-energia; ha un ruolo dinamico quindi spazio e tempo esistono in modo autonomo da eventi ed oggetti

Le misure del Tempo Calendari antichi registrazione dei moti celesti (Sole, Luna, Venere) primi egizi - calendario a 365 giorni nel 4236 A.C. Primi orologi obelischi, meridiane orologi ad acqua, clessidra sumeri, egizi

La Rivoluzione del XIV secolo orologi meccanici orologi a molla città italiane Huygens, 1650 circa orologio a pendolo imprecisione di 10 s al giorno

fino al 1967 il secondo è la 86400a parte del giorno solare medio quarzo, 1930-1940 effetto piezoelettrico orologi comuni dal 1967: nuova definizione del secondo: 9 192 631 770 oscillazioni o cicli dell’atomo di cesio L’era atomica orologi atomici al cesio incertezza del milionesimo di secondo per anno