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Vecchio 12-03-17, 13:24   #1
Triangulum Glx
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Predefinito Raggi di luce e spazio-tempo

Salve a tutti , è un po' di tempo che ho alcune perplessità riguardo la luce e lo spazio-tempo e non sapendo a chi chiedere ho deciso di esporvi i miei dubbi

1)Il primo dubbio riguarda la luce : secondo quanto affermato nella relatività ristretta , all'aumentare della velocità di un SI il tempo si dilata , nel senso che nel SI dell'oggetto che si muove il tempo scorre normalmente , ma rispetto ad un SI fermo il tempo scorre più lentamente.
Ora, se la luce si muove a velocità c nel suo SI il tempo scorre normalmente , ma noi dovremmo vederla ferma in quanto raggiunge la massima velocità possibile in natura e quindi il fenomeno della dilatazione temporale è portato agli estremi.
Inoltre, se consideriamo il SI di un raggio di luce è vero che il tempo scorre normalmente, ma lo spazio viene deformato per il fenomeno della contrazione delle lunghezze. In questo caso quindi lo spazio da percorrere diventa zero , e quindi la luce dovrebbe trasmettersi istantaneamente, ma così non è.
So bene che dal punto di vista matematico il fattore di Lorentz per velocità pari a c perde di significato , ma dal punto di vista fisico non dovrebbero avvenire le conseguenze sopra citate?

2)Sappiamo che in presenza di una massa il tempo scorre più lentamente, e man mano che ci si allontana scorre più velocemente. Se pensassimo ad un universo in cui non c'è né massa né energia , il tempo scorrerebbe a velocità infinita? E soprattutto, è possibile pensare allo spazio-tempo e all'energia (e quindi anche la massa) come separati? Ho letto che anche nel vuoto ci sono fluttuazioni quantistiche la cui energia viene detta 'energia di punto zero'. Ora , se anche nel vuoto c'è energia , è possibile pensare ad uno spazio-tempo separato dall'energia e dalla massa? Se sì , quali sarebbero le conseguenze sul tempo?
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Lo sforzo di capire l'universo è tra le pochissime cose che innalzano la vita umana al di sopra del livello di una farsa, conferendole un po' della dignità di una tragedia.(Steven Weinberg)
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Vecchio 12-03-17, 13:55   #2
Mizarino
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Predefinito Re: Raggi di luce e spazio-tempo

Mi pare che l'equivoco stia nell'interpretazione della frase "il tempo scorre più lentamente".

Consideriamo noi fermi, e consideriamo un oggetto che si muova con velocità "quasi c" rispetto a noi.
Per l'oggetto che si muove alla velocità "quasi c", il tempo scorre più lentamente di quanto scorra per noi. Questo significa che, se per il nostro orologio impiega mettiamo 1 ora a percorrere una certa distanza, per il suo orologio (che va più lentamente del nostro) è passato magari solo un minuto.

Passando al caso limite della luce, per noi impiega un tempo finito a percorrere una certa distanza (1 secondo ogni 300mila km), per lei medesima (orologio immaginario al polso del fotone) impiega un tempo zero, ovvero parte e arriva nello stesso istante.
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Vecchio 12-03-17, 14:15   #3
Triangulum Glx
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Predefinito Re: Raggi di luce e spazio-tempo

Ma se parte e arriva nello stesso istante , poi non ci troviamo in una condizione incoerente con il nostro SI?
Cioè: consideriamo un raggio di luce che deve andare da A a B e la distanza tra A e B viene percorsa a velocità c in un tempo x. Se noi consideriamo il SI della luce , il raggio di luce sarà nel punto B immediatamente , se consideriamo il nostro SI sarà nel punto B dopo un tempo x . Non si presenta un'incongruenza?
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Vecchio 12-03-17, 15:11   #4
Mizarino
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Predefinito Re: Raggi di luce e spazio-tempo

E' per questo che si chiama "relatività".
Non vi è incongruenza. Solo l'orologio del neutrino gira lentissimo, quello del fotone è fermo...
Metti che nell'istante in cui tu leggi questo post con un radiotelescopio venga inviato un segnale radar su Marte. L'eco radar sarà ricevuto dopo 35 minuti, ma uno spiritello magico che facesse il surf sull'onda radar non si sarà nemmeno accorto di essere partito.
Mizarino non in linea   Rispondi citando
Vecchio 12-03-17, 15:39   #5
Ganondolf
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Predefinito Re: Raggi di luce e spazio-tempo

Quote:
Se noi consideriamo il SI della luce
Il punto è che non esiste il SI della luce. Quindi non ci sono incongruenze o problemi di singolarità.
Ganondolf non in linea   Rispondi citando
Vecchio 12-03-17, 16:15   #6
Triangulum Glx
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Predefinito Re: Raggi di luce e spazio-tempo

È realtivo quello che avviene durante lo spostamento a seconda del sistema inerziale , ma al termine dello spostamento non puoi trovarti in una condizione in cui a seconda del SI considerato il raggio di luce c'è o non c'è.

Perché non esiste il SI della luce?
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Vecchio 12-03-17, 16:29   #7
Mizarino
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Predefinito Re: Raggi di luce e spazio-tempo

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È realtivo quello che avviene durante lo spostamento a seconda del sistema inerziale , ma al termine dello spostamento non puoi trovarti in una condizione in cui a seconda del SI considerato il raggio di luce c'è o non c'è.
Infatti il treno di onde radar che è rimbalzato su Marte arriva al radiotelescopio in un identico istante. E' solo la misura del tempo impiegato a percorrere il viaggio che non è la stessa.
Poi per evitare inghippi concettuali come il fatto che non esiste il sistema inerziale della luce si può cercare di passare ad un oggetto ipotetico che viaggi "quasi" a c, per cui il discorso può essere concettualmente valido ed implicare per es. nel rimbalzo su Marte un tempo terrestre di 37 minuti e un tempo misurato dalla pallina di 1 minuto anziché zero...
Mizarino non in linea   Rispondi citando
Vecchio 12-03-17, 16:49   #8
Triangulum Glx
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Predefinito Re: Raggi di luce e spazio-tempo

Dunque se prendiamo in considerazione una particella che viaggia a 4c/5 essa nel suo SI percorrerà in dieci secondi 2,4 x 10 ^9 metri . Nel nostro SI essa percorrerà 4,0 x 10^9 metri. Ma poiché lo spazio nel SI della particella è contratto alla fine la situazione è analoga nei due SI. Ma se si prende in considerazione la luce essa percorrerà in un tempo zero uno spazio zero ( spero di non sbagliare ) poiché il tempo è dilatato al massimo e lo spazio contratto al massimo nel suo SI. Nel nostro tuttavia non accade questo e la luce ha uno spazio determinato da percorrere in un tempo determinato. Quindi alla fine la situazione non è analoga nei due SI. Ora , avete detto che non esiste il SI della luce, ma perché?
Non si può prendere in considerazione il suo sistema di riferimento?
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Vecchio 12-03-17, 18:58   #9
Ganondolf
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Predefinito Re: Raggi di luce e spazio-tempo

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Perché non esiste il SI della luce?
Perché il sistema inerziale di un osservatore è il sistema di riferimento in cui quell'osservatore è a riposo (fermo). La luce viaggia a c in qualunque sistema di riferimento, quindi non è mai a riposo.
Ganondolf non in linea   Rispondi citando
Vecchio 12-03-17, 19:12   #10
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Predefinito Re: Raggi di luce e spazio-tempo

Giusto .. non ci avevo pensato , quindi a questo punto tutte le considerazioni da me fatte precedentemente risultano non appropriate?
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