Il legame profondo ma spesso frainteso fra luce, spazio e tempo in relatività

[@TheTrig86]

Questo video è eccezionale. Riesce davvero a far afferrare un concetto completamente fuori dalla quotidianità anche a un pubblico non addetto ai lavori. Per me questo è il non plus ultra della divulgazione, complimenti

[@GiuseppeSole-i3t]

Questa puntualizzazione è importante, e la sintetizzerei così. Non è che la costante c è la velocità della luce nel vuoto (cosa che vien sempre enunciata in questi termini), ma bensì la costante c discende dalla geometria dello spazio tempo e proprio perchè la costante è quella, noi esperiamo che la luce ha proprio velocità c. Un po' come dire che non è la luce ad avere velocità c, ma le categorie di spazio e di tempo ad adattarsi in modo flessibile in modo da tenere costante l'esperienza del comportamento della luce. Ora sarebbe interessante un video nel quale si spiegasse come mai un sistema di riferimento, accelerando a velocità prossime a c, mostri una alterazione di queste due categorie (e simmetricamente il sistema origine), e non semplicemente "è così perchè si verifica così sperimentalmente".

[@alessandroa22]

Intendi a livello ontologico del perché accade ciò?

[@GiuseppeSole-i3t]

@@alessandroa22 Sì Alessandro. Un modello che riporti a mattoni più elementari il perchè l'esperienza del moto (quindi mediata da tutti i messaggeri che costituiscono l'esperienza) si debba trasformare proprio in quel modo e, se vuoi, perchè la costante sia proprio c (cosa fa sì che la costante sia c e non "c perchè c è la velocità della luce"). Rispondere a queste domande avrebbe immani conseguenze, come magari arrivare alla concezione di un "tempo di fondo", non mediato dall'esperienza, per il quale si possa parlare di simultaneità (non dipendente dall'osservatore) di eventi in luoghi distanti, e a cascata si potrebbe far luce sulla velocità di andata e di ritorno del famoso raggio di luce, e non solo sulla loro somma, dovendo effettuare la misura nella medesima località. A quel punto resterebbe da definire meglio lo spazio (e sono convinto che un approfondimento ontologico sulla meccanica quantistica andrebbe in quella direzione), ovverosia: cosa significa vicino e lontano? Perchè i rapporti causa-effetto seguono quella catena (quella spaziale)? Sarebbe proprio la meccanica quantistica a dover rispondere alla domanda sullo spazio, perchè proprio questa "rompe" la catena spaziale e di località. Quindi affiderei la domanda ontologica sul tempo alla relatività e quella sullo spazio alla meccanica quantistica. Anche se le due categorie sono intimamente legate. Certo che finchè rispondiamo c è c perchè così misuriamo la velocità della luce, non si risponderà a queste domande. A Gabriele chiederei... ci sono studi recenti a riguardo?

[@giorgiolecchi6921]

@@anibolr6342 scusi, ma da dove salta fuori la formula v = w arctanh ( (s / t )/ w) ?

[@anibolr6342]

@@giorgiolecchi6921 Mi scusi se, passato un mese, non avevo ancora risposto alla sua domanda, ma il fatto è che non mi è pervenuta notifica youtube del suo intervento, nel quale mi sono imbattuto casualmente solo oggi. La formula in questione è una definizione alternativa ad hoc della grandezza fisica velocità, basata sul parametro di riferimento w, in funzione di quella tradizionale s / t. Velocità filtrata dunque da un fattore iperbolico. Questa nozione, introdotta dal fisico Alfred Robb agli inizi del 1900, scaturisce dalla condizione che risulti soddisfatta la composizione galileiana delle velocità anche per valori di s / t prossimi a w, quindi in tutti i casi cinetici esaminabili, cosa non possibile con l’accezione classica. Saluti.

[@anibolr6342]

La formula in questione è una definizione alternativa ad hoc della grandezza fisica velocità, basata sul parametro di riferimento w, in funzione di quella tradizionale s / t. Velocità filtrata dunque da un fattore iperbolico. Questa nozione, introdotta dal fisico Alfred Robb agli inizi del 1900, scaturisce dalla condizione che risulti soddisfatta la composizione galileiana delle velocità anche per valori di s / t prossimi a w, quindi in tutti i casi cinetici esaminabili, cosa non possibile con l’accezione classica.

[@remitalia7532]

Bravo. As usual... E=Mc2 è corretta ma nella divulgazione che Massa ed Energia siano legati da una velocità è ambiguo. Forse può essere utile visualizzare la formula in modo diverso. M=E(wu) - >costanti magnetica ed elettrica Prese da c=1/V(wu) In questo modo la relazione tra M e E coinvolge caratteristiche intrinseche del vuoto invece di una velocità. Non ho i caratteri giusti nel telefono, spero sia comunque comprensibile

[@michele6829]

Video molto bello, grazie! Volevo sapere, esiste una dimostrazione completamente teorica dell'equivalenza massa energia? Una dimostrazione cioè che non venga effettuata basandosi su un esperimento di segnali luminosi, o su una qualsiasi altra situazione particolare.

[@davidecervati9185]

Come sempre molto interessante☺, ho una curiosità riguardo un altro argomento dato che il mio professore, non per colpa sua, non è stato esaustivo: volevo capire cosa fosse a livello fisico il legame covalente chimico oltre ad una "semplice" maggiore stabilità energetica, grazie mille

[@mauriziosighinolfi9339]

Ciao, ho visto che alcune equazioni matematiche definiscono che la velocità della luce è infinita; ciò dipende forse dal sistema di riferimento proprio della luce?

[@massimobertini9510]

Nel cono degli eventi la linea d' universo della luce ha ds^2= 0

[@daxax5531]

Video interessanti ma una domanda:l'equazione di Maxwell e le trasformazioni di Lorentz già descrivevano lo spazio tempo ,Eistain ha tratto solo,per modo di dire, delle conclusioni legando l'energia alla massa tramite la velocità della luce?

[@AlessandroSirtoli-rm2yn]

All'università ho appreso la relatività con i formalismi più avanzati, quelli tensoriali, convinto di comprendere veramente la teoria. Dopo diversi anni ho capito che la mia convinzione era errata! Infatti ho prima scoperto che la relatività può essere fondata senza partire dal postulato della luce, partendo invece da principi più generali e facilmente digeribili (approcci definiti "senza luce"). In questo modo è deducibile la possibilità logica dell'esistenza di un limite superiore finito alle velocità. Questo rende meno misteriosa la velocità della luce. Dopo altro tempo ho scoperto un fatto ancora più sorprendente, che la relatività può essere fondata addirittura senza chiamare in campo i concetti di spazio e tempo (con un formalismo del tutto elementare e facendo a meno anche di: spaziotempo, simultaneità, velocità, osservatori, coordinate e trasformazioni di coordinate). Accade che sotto questo nuovo punto di vista i fenomeni relativistici non appaiono più "paradossali" ma, viceversa, sono quelli classici che appaiono innaturali. A posteriori è comunque possibile "costruire" i concetti di spazio e tempo come supporti concettuali adattati certe contingenze ambientali (più o meno come la longitudine e la latitudine terrestri sono adattate alla rotazione relativa della volta celeste, che è osservabile da noi terrestri ma non dagli ipotetici venusiani). Spazio e tempo così concepiti si presentano direttamente nelle forme relativistiche e la relatività non è più una teoria su spazio e tempo, ma al limite, solo un vincolo che ne condiziona l'"ingegneria".

[@Simon_science]

Ciao Gabriele, sono Simone, ti ricordi della live che abbiamo fatto insieme a step By step? Ti volevo chiedere se volessi fare un video o una live insieme di fisica. Per l’argomento della live a me va bene trattare qualsiasi argomento di fisica o matematica, anche concetti molto avanzati :)

[@andreadelucia4969]

Bravissimo come sempre e grazie della divulgazione. Se ho capito bene, c è la costante intrinseca nello geometria di Lorentz, che è la velocità di particelle prive di massa. Noi conosciamo al momento solo il fotone come particella priva di massa che può muoversi, quindi chiamiamo c la velocità della luce. È corretto?

[@laurastancampiano8580]

Bravissimo! In sintesi, la luce che non riesce ad andare più veloce è solo una conseguenza della geometria, non un postulato a priori a sé stante

[@giovannino1962]

Molto interessante l'idea di concepire la luce come mezzo e non come fine, per comprendere la teoria della relatività. Eppure, per quanto mi riguarda, che ho una base scolastica tecnica, che da tempo seguo questi video, poi mi rendo conto di avere ancora lacune sul concetto di inerzia, sui concetti di relatività ristretta e generale, di curvatura del tempo e dello spazio, quasi a convincermi che la mia intelligenza non sia abbastanza matura per fare propri questi concetti...innamorato, che non riesce ad amare, edulcorando il concetto di ignoranza che mi riguarda, o è un fatto comune a chi si avvicina di più a questi argomenti? Grazie per l'impegno che ci metti!

[@cicciopasticcio599]

L'intelligenza non c'entra nulla. Comprendere le materie tecniche è solo una questione di educare la mente a capire il linguaggio scientifico. Una volta compreso il linguaggio scientifico sottostante il resto è molto semplice. Per linguaggio scientifico intendo dire che capire le scienze equivale a imparare una nuova lingua da 0

[@schettinoofficialtube176]

Ciao puoi parlare di come mai la bilancia non misura la massa del gas contenuto in una scatola? In generale cosa misura la bilancia? Se carichi la balestra, siamo sicuri di riuscire a rilevare la variazione di massa con una bilancia (di sensibilità anche infinitamente piccola, ma comunque una bilancia)?

[@giovannicolletti1846]

Se le velocità dei corpi dipendono dal sistema di riferimento scelto significa che l' energia totale di tali corpi varia al variare del sistema di riferimento?

[@michele6829]

Si!

[@fabiocoralli3781]

Ma introdurre il fatto che l'universo si stia espandendo (in modo congruente, ma a velocità diverse) non rende, a sua volta, non inerziale il sistema che noi osserviamo da un punto di vista geometrizzato privilegiato (e parametrizzato su delle condizioni che rendano il sistema come inerziale, e poi, localmente? L'isotropia dell'universo è assumibile come tale anche con la variazione della distribuzione delle masse universali che si allontanano? Sono i rapporti massa-spazio-tempo-velocità-energia comparabili nelle mutue differenze, rendendole quindi trascurabili, anche dal nostro punto di vista?)? Sicuramente non afferro il fatto, ma mi affascinano sempre le semplificazioni che si mantengono (scrivo mantengono per rapportarlo alla visione attuale, visto che l'espansione non era prevista dallo stesso Einstein, tanto che non credette, inizialmente, all'evidenza della costante cosmologica) per stabilire delle ipotesi iniziali per lavorare ottenendo, grazie a quelle, dei risultati efficaci.

[@fabiopicciolo9420]

È corretto affermare che avvicinandosi alla velocità della luce NON aumenta la massa intesa come quantità di materia, ma aumenta la massa intesa come inerzia?

[@RandomPhysics]

Oggi si tende a dire che con l'aumentare della velocità aumenta l'energia totale relativistica, mentre la massa a riposo rimane la stessa. Qualche decennio fa si usava dire che aumenta la "massa relativistica", ma oggi si evita di usare questo termine.

[@riccardofrancato2998]

​​@@RandomPhysics buongiorno, perché la velocità della luce nel vuoto è proprio di 300.000 km/s e non per esempio 400 mila ?

[@lukevandone]

​@@riccardofrancato2998 la velocità della luce nel vuoto è la soluzione della terza equazione di Maxwell a cui viene applicato l'operatore Rotore, che porta alla conclusione che c₀ = 1/√(μ₀ ε₀). Sostituendo a μ₀ (permeabilità magnetica del vuoto) e ε₀ (costante dielettrica nel vuoto) i loro effettivi valori, con unità di misura, si ottiene proprio la velocità della luce che conosci, circa 300'000'000 ᵐ⁄ₛ

[@lukevandone]

Questo risultato è una conseguenza dello spazio-tempo in cui viviamo, come detto nel video, la cui struttura non permette velocità maggiori di c₀

[@giorgiolecchi6921]

@@riccardofrancato2998 se tu riuscissi a rispondere a questa domanda, il Nobel non te lo leverebbe nessuno.

[@ginellocimini2684]

Possiamo dire tranquillamente che Lorenz ha dato una "grossa mano" ad Einstein ...

[@angelogiglia4740]

Bellissimo video. Se la costante c non è una proprieta intrinseca della luce ma una conseguenza della geometria spazio tempo secondo le trasgormate di Lorentz, mi chiedo come emerge, se emerge, il valore di c, dalle equazioni senza assumere tale valore per misutazione sperimentale? Le sarei grato se volesse dedicare del tempo per chiarirmi questo dubbio. Grazie.

[@giantucrucru7054]

non vorrei dire una castroneria, ma penso che c sia una conseguenza della geometria dello spazio tempo proprio perché deriva da due costanti instrinseche dello spazio: la costante dielettrica nel vuoto e la permeabilità magnetica nel vuoto. Secondo le equazioni di maxwell infatti c^2=1/(uw)

[@giorgiolecchi6921]

Se lei riuscisse a rispondere a questa domanda, il Nobel non glielo leverebbe nessuno.

[@RenatoVidoni-xo1dw]

@RandomPhysics - Professore, mi dispiace che a distanza di tempo non mi abbia ancora risposto riguardo alla missione spaziale su Alfa Centauri. Mi ignora perché ritiene che le mie argomentazioni siano prive di senso? Oppure non mi risponde perché le mancano argomenti validi per dimostrare che le mie considerazioni sono errate? Io non ho ancora perso la speranza. Resto in attesa di un suo riscontro, se del caso anche severo 😀.

[@robertoandrettoamodeo3477]

Sarebbe interessante sapere come Lorentz abbia messo a punto le sue trasformazioni

[@lucagubernati4695]

Ce l'hai un video dove spieghi come è stata scoperta sperimentalmente la costanza della velocità della luce?

[@pieromeda5]

Ottimo approfondimento. Ci voleva!

[@giuseppeguastella1620]

SE si applica il primo principio al secondo, che descrive il fenomeno fisico della luce, ne deriva che le altre grandezze fisiche , spazio e tempo devono essere uguali per ogni osservatore e ancor pió se esso é solidale alla luce ,che ,essendo costante a prescindere non ha bisogno che le altre due grandezze ,con o senza gravitá,si dilatino e si contraggano , piuttosto sono gli osservatori che devono mettere occhiali intelligenti per trattare la luce : Essa non si lascia ingannare e forse neanche piegare dallo ST, perché come Lei bene dice , una cosa é l'analogia con le rappresentazioni geometriche altra é la realtá .

[@andygoldensixties4201]

E' interessante questo fatto, che Einstein non si limitasse a proporre teorie che ribaltavano la fisica moderna ma fosse anche consapevole di dover comunicare in modo efficace e convincente le sue rivoluzionarie scoperte. (Oggi magari il problema che si pone agli scienziati è come presentare le teorie in modo da intercettare finanziamenti per una ricerca a fini applicativi)

[@secondomio1613]

Le trasformazioni di Lorentz sono le uniche che permettono alle leggi di Maxwell di descrivere onde cambiando sistema di riferimento. Se prendi un'onda descritta da Maxwell e cambi sistema di riferimento con Galileo, allora questa smette di essere un'onda, il che ad Einstein sembrava assurdo. Lorentz invece manteneva l'onda ma implicava altre assurdità nelle quali Einstein ebbe il coraggio di buttarsi e così inventò la relatività ristretta.

[@afarne]

Quindi in un ipotetico spazio/tempo con una geometria diversa dal nostro la velocità della luce potrebbe essere diversa da quella che osserviamo?

[@TheRiccaMela]

Ho pensato alla stessa cosa...

[@simonemanfredini8232]

Molto bravo e chiaro.

[@PIERPIER58]

Scusa ma a me sembra che le trasformazioni di Lorentz sono state create per ovviare alle difficoltà di trovare trasformazioni compatibili con l'elettromagnetismo, mentre Einstein non la ha solo accettate ma ha dimostrato che erano non solo trasformazioni matematiche ma che derivavavano dalla necessità che meccanica e elettromagnetismo dovevano avere le stesse regole e i risultati strani su tempo e lunghezze erano reali mentre per Lorentz no. i ciò sul tempo e lunghezze erano reali mentre per Lorentz non erano reali.

[@RandomPhysics]

Esatto, Einstein le ha applicate anche alla meccanica, come dico nel video.

[@PIERPIER58]

La mia osservazione era rivolta a quando dici Einstein scelse le trasformazioni di Lorentz, secondo.me sarebbe stato più corretto dire che interpreto in un senso più generale le trasformazioni e ne diede una corretta interpretazione, grazie per i tuoi video e il tuo canale che sono sempre ricchi di interessanti considerazioni

[@michelegianni389]

I "chiarimenti" sono sempre MOLTO importanti. Grazie Sensei.

[@Rasciot]

Al minuto 8 affermi che non conosciamo le ragioni che hanno portato Einstein a scegliere le trasformazioni di Lorentz. Non è forse la necessità di rendere le leggi dell’ elettromagnetismo invarianti su sistemi di riferimento inerziali?

[@cesareucciero640]

Ottima esposizione

[@stefanocicala5886]

E , se il nostro grande Galileo nel suo tempo,avesse avuto conoscenza della c piccola,come avrebbe enunciate le sue trasformazioni sui moti relativi...

[@giannicasalini1434]

Interessante. Grazie

[@micheledilorenzo1171]

vabbè non stiamo mica a guardare il capello. Tanto già pregusto il momento della rivelazione; falsi giganti = veri nani.

[@agdevoq]

Non sono d'accordo con l'idea generale di questo video, pur apprezzandolo. Sembra quasi voler dire che Einstein ha aggiunto un postulato "superfluo" per "fare marketing". La costanza della velocità della luce, pur non essendo mai stata smentita, e pur essendo ormai data per scontata, non è mai stata davvero dimostrata. È stata misurata solo la velocità di "andata e ritorno" della luce, ed Einstein stesso pone come pura ipotesi il fatto che la velocità di andata sia identica a quella di ritorno. Formalmente, si tratta di un postulato, e non di un fatto. Inoltre, a quel tempo, il dibattito era ancora aperto. C'era chi preferiva mettere in dubbio le equazioni di Maxwell piuttosto che mettere in dubbio la relatività galileiana. Quel postulato era (ed è ancora) indispensabile.

[@RandomPhysics]

Ciao, capisco il tuo punto di vista, ma bisogna ricordarsi che la velocità di sola andata della luce è proprio c in base alle equazioni di Maxwell. Esse costituiscono quindi una prova molto forte della correttezza delle trasformazioni di Lorentz. Quello che intendeva Einstein è che non si può concettualmente misurare direttamente la velocità di sola andata della luce in quanto una simile misura necessiterebbe di due orologi sincronizzati, ma tale sincronizzazione richiede anche il viaggio di ritorno del raggio luminoso al primo orologio (dopo aver colpito il secondo). Si tratta di un passaggio logico importante per capire il concetto di tempo in relatività e Einstein aveva le idee molto chiare in merito. Non volevo sminuire la sua limpidezza di pensiero, solo sottolineare che probabilmente ha desiderato presentare in modo estremamente ben fondato logicamente un ragionamento che poi lo ha portato a delle conclusioni a cui si poteva giungere anche seguendo altre strade (che lui plausibilmente aveva già perlustrato).

[@gethnoble4316]

Grazie mille😊😊😊

[@rasputinorco]

bravo, grazie

[@Broige]

Bravo

[@nicmatrangamatranga7840]

Mi consigli di studiare matematicamente parlando con le trasformazioni di Lorenz...ho con le trasposizioni bidimensionali di minkowski..non so cosa mi potrebbe aiutare a capire meglio in sequenza uno o l'altro... grazie e complimenti.

[@halfred4408]

... anche un po' di grammatica ("ho con le trasposizioni")... 🤭 No, non te la prendere, è che quando leggo cose del genere mi sanguinano gli occhi. Avrei voluto dirtelo in privato, ma non credo che si possa, su KZbin. Davvero, non voglio polemizzare. Sono un precisino, che ci vuoi fare? 🙄

[@massimobertini9510]

Io ho sempre preferito Mink e la sua iperbole.Mink comunque affronta anche Lorentz

[@nicmatrangamatranga7840]

@@halfred4408 😂ero in campagna..e fra l'altro non vedevo na cippa..🙏

[@saularmanini4538]

Einstein ---> Ain schtain! sapetelo

[@SICIM1340]

Ma sulla teoria dell inerzia quantizzata non ci dici niente? Zio Elon ha lanciato un satellite con motore che funziona sulla base di questa teoria.. O no?