I PRINCIPI DELLA RELATIVITA’ GENERALE

Spazio e tempo assoluti R E L A T I V A’ Spazio e tempo assoluti Newton, Principia, 1726 (3a ed.)

Spazio e tempo assoluti R E L A T I V A’ Spazio e tempo assoluti Newton, Principia, 1726 (3a ed.)

Spazio e tempo assoluti R E L A T I V A’ Spazio e tempo assoluti La teoria della relatività elimina spazio e tempo assoluti E’ limitata ai sistemi di riferimento inerziali, cioè in moto rettilineo uniforme l’uno rispetto all’altro

I sistemi non inerziali V A’ I sistemi non inerziali In un sistema non inerziale sono presenti forze d’inerzia, come la forza centrifuga Sono “peggiori” degli altri?

R E L Le forze d’inerzia A T I V A’ Le forze d’inerzia hanno effetti reali clamorosi, come questo…

R E L Le forze d’inerzia A T I V A’ Eppure per Newton sono forze fittizie: sono dovute al moto rotatorio del sistema di riferimento rispetto allo spazio assoluto

R E L Le forze d’inerzia A T I V A’ Secondo Newton la presenza di forze di inerzia è la dimostrazione dell’esistenza dello spazio assoluto

La relatività generale Einstein si propone di eliminare del tutto lo spazio assoluto, spiegando in un altro modo le forze di inerzia.

L’esperienza mentale di Einstein V A’ L’esperienza mentale di Einstein Due corpi fluidi di massa e composi-zione identica, H e K, volteggianti liberamente nello spazio a immensa distanza da qualunque altro corpo H K

L’esperienza mentale di Einstein V A’ L’esperienza mentale di Einstein Il corpo K risulta di forma sferica, mentre H ha la forma di un ellissoide H K

L’esperienza mentale di Einstein V A’ L’esperienza mentale di Einstein Per un osservatore posto su K, il corpo H ruota su se stesso intorno all’asse H K

L’esperienza mentale di Einstein V A’ L’esperienza mentale di Einstein Naturalmente per un osservatore su H, è K a ruotare su se stesso H K

R E L A T I V A’ Domanda Perché K ha forma sferica, mentre H ha forma ellittica?

R E L La risposta di Newton A T I V A’ K si trova in quiete rispetto allo spazio assoluto, mentre H, essendo in rotazione, risente di una forza centrifuga che gli fa assumere forma ellittica

La risposta di Einstein V A’ La risposta di Einstein Lo spazio assoluto è una causa fittizia, e non reale Niente, nella fisica newtoniana, può spiegare questa situazione Necessità di una revisione critica

Gravitazione e inerzia L A T I V A’ Gravitazione e inerzia Un astronauta, chiuso nella cabina di un’astronave in moto libero, osserva tutti gli oggetti e se stesso fluttuare liberamente nella cabina

Gravitazione e inerzia L A T I V A’ Gravitazione e inerzia L’astronauta si addormenta, e al risveglio osserva che gli oggetti sono trascinati verso il basso da una forza che imprime a tutti la stessa accelerazione

R E L A T I V A’ Cosa è successo? Prima ipotesi: l’astronave ha acceso i suoi razzi e sta accelerando, la forza è forza d’inerzia e l’accelera-zione è pari a quella della nave

R E L A T I V A’ Cosa è successo? Seconda ipotesi: l’astronave è atterrata su un pianeta, la forza è la gravitazione e l’accelerazione è quella di gravità su quel pianeta

PRINCIPIO DI EQUIVALENZA T I V A’ Quale delle due ipotesi è giusta? Nessun esperimento può aiutare l’astronauta a decidere: l’unico modo è guardare fuori PRINCIPIO DI EQUIVALENZA Gli effetti della forza d’inerzia sono indistinguibili da quelli della forza di gravità E’ una legge sperimentale

Forza d’inerzia e gravitazione L A T I V A’ Forza d’inerzia e gravitazione La fisica newtoniana distingue tra: Forze d’inerzia (come la forza centrifuga) forze fittizie, dovute al moto dell’osservatore rispetto allo spazio assoluto e…

Forza d’inerzia e gravitazione L A T I V A’ Forza d’inerzia e gravitazione … Forza di gravità forza reale, dovuta all’interazione tra masse e regolata dalla legge di Newton

Forza d’inerzia e gravitazione L A T I V A’ Forza d’inerzia e gravitazione Ma, in base al principio di equivalenza, questa distinzione non ha fondamento Forze d’inerzia e forza di gravità sono la stessa cosa

Il problema delle due masse T I V A’ Il problema delle due masse Gli osservatori H e K sono concordi nell’affermare che la diversa forma dei due corpi sono dovute a effetti gravitazionali. H K

Il principio di relatività generale Non esistono osservatori privilegiati Le leggi fisiche valide per un osser-vatore sono valide per qualunque altro osservatore in moto qualunque rispetto al primo

Relatività e gravitazione Le differenze che riscontrano diversi osservatori sono effetti della gravitazione Necessità di una nuova teoria della gravitazione