lunedì 9 novembre 2015

Cento anni dalla relatività generale


Poche settimane fa gli appassionati dei film fantascientifici hanno celebrato la data che nella saga del cult movie “Ritorno al futuro” era il futuro del film. Nella storia lo scienziato Doc aveva fatto andare avanti nel tempo i protagonisti, dal 1985 di allora al 2015 di adesso, 21 ottobre per la precisione. Quello che era fantascienza 30 anni fa oggi non è ancora diventata scienza, e chissà se lo sarà mai. Ma probabilmente questa ipotesi è entrata nelle discussioni degli scienziati, per non dire dei sognatori, grazie all’incommensurabile genio di un fisico tedesco. Egli pubblicò la sua teoria sulla relatività giusto 100 anni fa.

Era il novembre del 1915 quando Albert Einstein pubblicò quattro articoli, uno a settimana, in cui spiegava la teoria della relatività generale all'umanità. Chiaramente la spiegava ai suoi colleghi, ma col tempo sarebbe arrivata a tutti. Nessuno però, né i primi né i secondi, erano preparati ad una tale rivoluzione. Lo spazio era per tutti un punto fermo ed invariabile, basato sulle geometria euclidea, quella delle due rette parallele che non si incontrano mai, per capirci. La nuova teoria parlava di un’accoppiata spazio-tempo che cambia in modo dinamico ed è legata sia alla massa che alla densità di energia dell'universo. Naturalmente questa nuova visione non fu immediatamente accettata. Nel 1919 la spedizione navale di Sir Eddington per le isole di Sao Tomè e Principe dimostrò, approfittando di una eclissi, che il sole riusciva a modificare il percorso della luce emessa da una stella ad esso vicina: era una conferma della teoria di Einstein.

Einstein aveva previsto che nello spazio e nel tempo di quando ci si avvicina alla velocità della luce, il passare del tempo dipende anche dalla forza del campo gravitazionale. Ciò implica che gli orologi soggetti ad una maggiore gravità battono più lentamente rispetto a quelli che si trovano in un ambiente gravitazionale debole. Questa previsione fu testata nel 1971, quando gli studiosi statunitensi Hafele e Keating confrontarono il tempo segnato da alcuni orologi atomici, i più precisi al mondo, in parte fatti volare intorno alla Terra e in parte lasciati a terra in laboratorio. Ebbene, quelli che non si erano mossi segnavano un tempo diverso rispetto a quelli in volo (diverso di frazioni molto piccole di un secondo), in accordo esatto con le previsioni della relatività generale.

Per venire ai giorni nostri, pensate al GPS ormai integrato in tutti gli smartphone. Questo sistema si basa su una serie di satelliti che orbitano intorno alla terra, quindi rispetto ai nostri orologi (e ai nostri telefoni) sono meno influenzati dalla gravità. Proprio tenendo conto di queste differenze di sincronismo temporale dettate dalla relatività generale si riesce a stabilire con buona precisione dove ci troviamo. Se così non fosse il sistema potrebbe sbagliare fino a 10 km, dunque non sarebbe divenuto uno standard universale alla portata di tutti. Per fisici ed astrofisici la teoria einsteniana trova numerosi riscontri e regala possibilità di grande visione per la ricerca. Chissà quante volte volgono con gratitudine il pensiero a quei giorni di un secolo fa.

E’ fuori dubbio affermare che la teoria della relatività generale di Einstein sia stata una delle conquiste scientifiche ed intellettuali più sbalorditive di sempre. Ha cambiato totalmente il concetto di spazio e di tempo per gli scienziati: uno spazio e un tempo su cui si basa tutto il nostro pensiero, teorico, empirico e filosofico, circa l’intero universo. Lo spazio si può piegare e deformare sotto l'influenza della materia, anche se non è un’esperienza molto familiare per noi. Massa ed energia sono indissolubilmente intrecciate con la forma dello spazio e del tempo. Il tutto (semplificando molto) racchiuso nella nota equazione E=mc2 . Un trionfo di uno scienziato, di un uomo, di una sola intelligenza che accese un faro luminoso sul mistero comunque immenso dell’universo. E se pensiamo che al liceo lo studente Albert era stato rimandato in matematica, bè, ragazzi, forse c'è gloria anche per voi. Basta crederci. Ed avere una mente più che geniale.


(fonte http://www.space.com/31020-relativity-is-no-fantasy.html ; si ringrazia il sito http://www.amnestyindia.org/ per la gentile concessione della foto)


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