Capire davvero la relatività : alla scoperta della teoria di Einstein (Daniel F. Styer)

Un viaggetto veloce (ma non troppo) fra le teorie della relatività di Einstein

Siccome nutro una certa passione per gli argomenti scientifici ogni tanto mi prende la fissa di studiarmi qualcosina, specialmente nel campo della fisica. Oddio, lo ammetto, la parola “studiare” è un po’ grossa per me. Diciamo che provo a leggere qualcosa, come la teoria quantistica (Quantum, letto 4 libri fa) e la teoria della relatività (di cui parlo adesso).

Ma in questo post, dopo una breve introduzione alla relatività, parlerò solo dell’esperienza di lettura.

La teoria della relatività (non distinguo qui fra relatività ristretta e generale) indaga cosa succede alle cose quando queste si muovono a velocità prossime a quelle della luce. E’ stato dimostrato che la velocità della luce è sempre la stessa (è, appunto costante quando si propaga nello spazio), mentre qualsiasi oggetto (pensate ad una pallina da tennis) ha una velocità relativa al sistema in cui si muove (per essere precisi, in un sistema inerziale, ma lasciamo perdere i dettagli in questo articolo).

Facciamo un esempio: prendiamo il tennista australiano Groth e mettiamolo in un campo da tennis. Magari riesce a replicare il suo tiro a 263 Km/h (vedi notizia).  Ma se mettete questo tennista su un treno in corsa a 200 Km/h e lui batte una palla alla stessa velocità, cosa succederà? Ai suoi occhi, in qualsiasi direzione batta la palla, la velocità sarà ancora 263 Km/h. Ma cosa vedrà un osservatore esterno? Se il tennista batte nel senso di marcia, la palla apparirà, all’osservatore esterno, come se corresse a 463 km orari (velocità della palla + velocità del treno). E addirittura, se il tennista batte nel senso contrario di marcia, l’osservatore esterno vedrà la palla lentissima, a 63 km/h (velocità della palla – velocità del treno).

E se al posto della palla ci fosse un fotone, un raggio di luce? Questa si muoverebbe sempre alla sua velocità, in qualsiasi riferimento: non subirebbe, agli occhi di un osservatore esterno, una variazione come la pallina da tennis. E questo provoca – al primo approccio – un forte mal di testa…

Ecco, la teoria della relatività parla proprio di questo: cosa succede agli oggetti se osservati da punti di vista diversi. Appunto: in relazione al sistema di riferimento da cui si osservano. Nella vita comune queste cose non servono, direte voi. Bè, non è proprio vero. E’ vero che mentre mi reco in ufficio non riesco a raggiungere le velocità necessarie ad accorgermi degli effetti della relatività, ma è altrettanto vero – per esempio – che i satelliti che permettono al mio navigatore di indicarmi la strada devono compensare gli effetti della relatività a cui sono sottoposti lassù in cielo.

E così si scopre che più veloce si viaggia, più il tempo rallenta, più le distanze si accorciano. Ma non ne parlerò qui: se siete interessati potete dare un’occhiata a Wikipedia.

Mi è servito questo libro? Sì e no: io cercavo qualcosa di più discorsivo, più generico, e in questo libro ci sono formule e ragionamenti per me troppo specifici. Sembra un opera destinata più a giovani liceali che a me. Ho imparato qualcosa? Sì, comunque sia ho imparato qualcosa: o meglio, ho messo un po’ a posto le cose che avevo sentito in qua e là, ed ho aggiunto qualche nozione. Ma non ho imparato le formule. Lo consiglio? Sì, ai giovani che vogliono scoprire la teoria della relatività lo consiglio vivamente. Ma non a chi vuole qualcosa di introduttivo.

L’autore non usa termini troppo tecnici, racconta gli esempi in uno stile semplice, ma ci sono due punti che on mi sono piaciuti. Il primo riguarda (come accennavo sopra) l’uso di formule. Sono d’accordo che non sia possibile evitare le formule in libri come questo, ma a volte il capitolo assumeva la forma di una spiegazione in classe, con i passaggi della formula spiegati ala lavagna.

Il secondo punto riguarda le domande e risposte. L’autore, in base all’esperienza avuta nell’insegnamento di questo argomento, cercava di anticipare le mie domande ponendole lui stesso, proprio nella forma domanda-risposta. Un sistema per approfondire alcuni passaggi, ma che secondo me distrae.

E, ormai aggiungo un’ultima cosa, non mi piacevano gli esercizi a fine capitolo. Non esercizi per approfondire la comprensione, ma semplici esercizi per applicare le formule. Insomma, in molti esercizi si duplicava l’esempio proposto nella spiegazione, cambiando soltanto alcuni dettagli, e chiedendo di riapplicare la formula. Dopo il terzo capitolo ho iniziato a saltare gli esercizi.

Un capitolo, invece, mi ha sorpreso: l’ultimo, che parlava dei buchi neri. Oggetti che mi hanno sempre affascinato e su cui molti hanno ragionato. Cosa succede se si cade in un buco nero? Daniel ce lo racconta con semplicità e – fra tutti – è stato il capitolo al tempo stesso più leggero e più interessante.

A voi curiosi e a chi piacciono questi argomenti: buono studio e buona lettura. E a tutti gli altri buonanotte (sono appena passate le 23 ed io me ne andrò a letto)

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