Il Sacro Graal dei fisici é

Una legge che spiega tutto Theory of Everything La Teoria del Tutto

Pilastri della fisica moderna relatività generale fisica quantistica Pilastri della fisica moderna

riferimento per l'universo Relatività Generale riferimento per l'universo a grande scala

universo a scale piccolissime fisica quantistica universo a scale piccolissime il mondo atomico e subatomico

nel centro di un buco nero massa enorme e dimensioni minuscole

Le due teorie collidono CRASH! R.G. F.Q.

La Teoria delle Superstringhe è un tentativo di risolvere il conflitto

I tre conflitti della fisica Primo conflitto Leggi del moto newtoniane c Leggi elettromagnetismo Maxwell c SOLUZIONE: la relatività ristretta

I tre conflitti della fisica Secondo conflitto Forze newtoniane gravitazionali c c Relatività ristretta SOLUZIONE: la relatività generale

I tre conflitti della fisica Terzo conflitto incompatibilità tra relatiivtà e fisica quantistica

La materia CHE VEDIAMO è FATTA DI QUARK DOWN UP PROTONE NEUTRONE

ALTRE PARTICELLE NEUTRINO MUONE Quark charm,strange, top, bottom con massa maggiore di 200 volte Identica all’elettrone Quark charm,strange, top, bottom

Tutte con una loro antiparticella annichilazione - + e e

Le forze fondamentali sono quattro La forza gravitazionale

La forza elettromagnetica

Tiene insieme i protoni e i neutroni nei nuclei La forza forte Tiene insieme i protoni e i neutroni nei nuclei

Responsabile del decadimento radioattivo di sostanze come l’uranio forza debole Responsabile del decadimento radioattivo di sostanze come l’uranio

La Relatività Ristretta Nacque come tentativo di spiegazione di quanto accade nel campo dell’elettromagnetismo

ELETTRICITA' E MAGNETISMO FORZE ELETTRICHE E MAGNETICHE COME DUE CARICHE ELETTRICHE SI ATTRAGGONO SE SONO DI SEGNO DIFFERENTE E SI RESPINGONO SE SONO DELLO STESSO SEGNO FORZE ELETTRICHE E MAGNETICHE COME AZIONE A DISTANZA + - + +

FENOMENO ELETTROMAGNETICO ELETTROMAGNETISMO James Clerk Maxwell (1831-1879) Diede forma matematica agli esperimenti di Faraday e diede Una serie di ragioni per pensare la LUCE COME UN FENOMENO ELETTROMAGNETICO

MEZZO DI TRASMISSIONE DELLA LUCE E DEGLI EFFETTI ELETTROMAGNETICI ETERE MEZZO DI TRASMISSIONE DELLA LUCE E DEGLI EFFETTI ELETTROMAGNETICI

ETERE CONTINUO MATERIA, ENERGIA ELETTRONE, LUCE DISCONTINUI, DISCRETI FENOMENI QUANTISTICI

Leggi quantitative dei fenomeni elettromagnetici Equazioni di Maxwell Leggi quantitative dei fenomeni elettromagnetici Secondo le equazioni avrebbero dovuto manifestarsi riscontrabili effetti del moto attraverso l’etere ma nessun effetto venne riscontrato

ESPERIMENTO DI MICHELSON E MORLEY In questo caso la luce dovrebbe viaggiare più velocemente VENTO D’ETERE LUCE In questo caso la luce dovrebbe viaggiare meno velocemente LUCE

E INVECE IL MOTO DELLA LUCE ERA LO STESSO NEI DUE CASI In questo caso la luce dovrebbe viaggiare più velocemente VENTO D’ETERE LUCE In questo caso la luce dovrebbe viaggiare meno velocemente LUCE

ci voleva una teoria Einstein comprese che, quando ci si muove a velocità prossime a quelle della luce, spazio e tempo subiscono trasformazioni che non le rendono più entità assolute Una sola cosa appariva costante nel passare da un sistema di riferimento ad un altro : la velocità della luce Egli partì proprio da qui, assumendo come postulato che,non lo spazio né il tempo, ma c sia invariante per tutti gli osservatori

Principi della relatività ristretta Principio di relatività: le leggi che regolano tutti i fenomeni fisici sono le stesse per due osservatori animati di mot rettilineo uniforme uno rispetto all’altro Principio della costanza della velocità della luce: la luce si propaga nel vuoto con una velocità costante in tutte le direzioni, indipendentemente dalle condizioni di moto della sorgente e dell’osservatore

Primo concetto messo in discussione: la SIMULTANEITA’ Due eventi nei punti A e B sono simultanei quando giungono contemporaneamente nel punto medio M A B M Ma che succede quando abbiamo due osservatori, uno dei quali in moto rispetto ad un altro?

Gli eventi pertanto sono simultanei per l’osservatore in M sulla Due segnali partono insieme da A e B Questo segnale arriva prima dato il moto del treno B' A' M' v A B M I due segnali arrivano contemporaneamente in M Gli eventi pertanto sono simultanei per l’osservatore in M sulla strada ferrata, ma sono successivi per l’osservatore M’ sul treno

Bisognava riconsiderare il TEMPO TEMPO UNIVERSALE TEMPO PROPRIO

Orologio a luce Ma cosa è il tempo? Definiamolo pragmaticamente come la quantità misurata da un orologio. Definiamo orologio uno strumento con un ciclo di moto regolare

Orologio a luce Vediamo come il moto influenza il tempo Senso del moto La v della luce è costante, la traiettoria è più lunga L’OROLOGIO BATTE PIU’ LENTAMENTE

E’ valido per tutti gli orologi? sì

Possiamo vivere più a lungo? Un orologio ritarda in proporzione all’aumentare della velocità. Possiamo vivere più a lungo rimanendo in moto? E’ stato verificato che un MUONE vive più a lungo se in moto ma…

La quantità di libri letta nella vita di un MUONE è la stessa Non cambia la “quantità di vita” Per il muone in moto, se è vero che vive più a lungo, è anche vero che rallenta la sua capacità di lettura

Paradosso dei gemelli Viaggia con moto rettilineo uniforme Quando il gemello torna a terra trova il suo gemello invecchiato molto più di lui….. E viceversa

Gli effetti relativi al tempo V= 260.000 km/s L’osservatore da terra vede l’aviatore estremamente lento nei movimenti , tutto nel velivolo appare rallentato V= 260.000 km/s Ma per l’aviatore siamo noi che viaggiamo a 260.000 km/s e quindi vede noi rallentati

Un corpo in moto risulta accorciato lungo la direzione del moto

3/5 c v = Questo osservatore misura il treno e lo trova lungo 100 m B' A' v A B Questo osservatore misura il treno e lo trova lungo 80 m Tutto quello che si trova sul treno apparirà all’osservatore a terra accorciato nel senso della marcia de convoglio

I I due principi conducono alla contrazione dello spazio che Nel caso che un corpo si muovesse alla velocità della luce sarebbe massima, scomparirebbe una dimensione. Una velocità maggiore della luce non ha alcun significato fisico

La quarta dimensione Einstein scoprì che il moto può essere ripartito , non solo delle dimensioni spaziali, ma anche in quella temporale. s t t s Corpo fermo Corpo in moto

costanza della velocità della luce E’ in netto contrasto con la meccanica classica che considerava anche velocità infinite: cambiano le regole di composizione di v Per v piccole vale in prima approssimazione la meccanica classica

Una grande idea di Einstein Tutti gli oggetti nell’universo sono sempre in moto nello spaziotempo con una velocità fissa: quella della luce s t s t t s Corpo in moto alla velocità della luce Corpo fermo Corpo in moto

Viene mutato profondamente F= m a Viene mutato profondamente Se un corpo raggiungesse la velocità della luce, nessuna forza la potrebbe più aumentare, non si produce più accelerazione Nella meccanica relativistica quanto più la velocità di un corpo è grande, tanto più è difficile accrescerla Questa resistenza è la MASSA LA MASSA AUMENTA CON LA VELOCITA’

2 E = m c A parità di forza si produce accelerazione diversa su sferette in moto o sferette ferme. La velocità resiste al moto come la materia

2 E = m c L’energia sotto qualunque forma si comporta come la materia Non c’è differenza sostanziale tra massa ed energia C’è una sola legge di conservazione di massa-energia Questa equivalenza è stata dimostrata da un evento terrificante La bomba atomica