Tempo e temporali
Era una notte buia e tempestosa quando… caddero due fulmini.
Immaginate di essere vicino a un binario ferroviario, esattamente a metà strada tra le bruciature che i due fulmini hanno lasciato sul metallo, e di venir raggiunti nel medesimo istante dai bagliori emessi: quando sono cadute, le due folgori, per voi?
Premessa: voi non state vedendo questo foglio. Voi vedete la luce che su di esso “rimbalza” e colpisce la retina del vostro occhio. Così come non vedete le stelle “adesso”, ma la luce dagli astri emessa milioni di anni fa. Passeggiando la sera a naso in su dovreste infatti esclamare «che bel cielo stellato… che era!». … Ma torniamo ai due fulmini.
Uno dei due postulati della relatività ristretta (si veda “Il potere dei sogni”) sancisce che esiste una velocità limite, uguale per tutti gli osservatori e indipendente dalla direzione di propagazione, e che la luce ha la particolarità di muoversi nel vuoto a tale velocità. Poiché vi trovate a metà strada fra le due bruciature, il tempo impiegato dal bagliore del fulmine di destra per compiere il suo tragitto sino a voi è lo stesso impiegato dal lampo proveniente da sinistra. Dato che, inoltre, i due lampi sono arrivati insieme, le cadute dei due fulmini saranno per voi eventi simultanei.
Sottolineo “per voi”, perché il mondo è molto più bizzarro di come ce lo siamo sempre immaginato. Coloriamo questo esperimento mentale con un altro dettaglio: i due fulmini hanno colpito anche un treno che viaggiava da sinistra verso destra, lasciando bruciature sulla testa e sulla coda del treno. Se esattamente nel mezzo del convoglio ci fosse un vostro amico, come giudicherebbe la caduta dei due fulmini? Muovendosi verso destra, ovviamente vedrebbe prima il lampo di destra e solo dopo l’altro, che per raggiungerlo, provenendo da sinistra, dovrebbe rincorrerlo… ma anche per lui i due bagliori hanno percorso il tragitto nello stesso tempo: la luce, infatti, viaggia per tutti sempre alla stessa velocità e i due lampi hanno percorso mezzo treno a testa. L’amico dovrà quindi necessariamente dedurre che, essendo arrivati in due momenti diversi e avendo viaggiato sino al suo occhio per lo stesso tempo a partire dalla caduta dei fulmini, i due lampi dovranno essere stati generati in momenti diversi…
Ma quindi i due fulmini sono caduti insieme o no? La cosa interessante è proprio questa: dipende! Il concetto di simultaneo è relativo. Una delle prime “rivoluzioni” che dobbiamo a Einstein risiede proprio in questo concetto: il tempo è relativo. Nel prossimo numero parleremo delle “prove sperimentali” di questa bizzarra previsione.
Dicevo: il tempo è relativo, gli assoluti sono altri. E sono quelli i risvolti veramente interessanti della relatività.
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Le stesse tematiche le tratto ampiamente in questa conferenza-spettacolo Prima, dopo, ora !
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Il presente articolo è stato pubblicato sulla rubrica “Fisica? Un gioco.” – Sapere, agosto 2018 – ed. Dedalo.