Alla luce di tutti gli eventi e i dati sperimentali messi a disposizione Einstein ritenne opportuno rigettare tutti i correttivi proposti dagli altri fisici che cercavano di giustificare i dati sperimentali che contraddicevano la relatività newtoniana e proporre una nuova relatività ( che chiameremo RELATIVITÀ RISTRETTA , per distinguerla da quella generale) che partisse dai seguenti presupposti:
- => Tutti gli osservatori, ovunque operino e comunque si muova la sorgente luminosa determineranno sempre lo stesso valore per la velocità della luce C=299.792.458 m/sec
- => Tutti i sistemi inerziali devono ricavare le stesse leggi fisiche e non sarà mai possibile effettuare esperimenti con cui ricavare chi è in moto e chi è in quiete. (In altre parole non ha senso parlare di osservatore assoluto, gli osservatori, ciascuno nel proprio sistema di riferimento, credono di essere in quiete rispetto gli altri visti in moto).
Considerazioni preliminari.
Prendendo in considerazione la prima ipotesi di Einstein dovendo valere la costanza di C ed essendo diverse le condizioni operative in due sperimentatori operano per determinarne il valore, avremo che non potremo più considerare il tempo e lo spazio grandezze fisiche assolute il cui valore dipende unicamente dall’unità di misura prescelta e non dal sistema di riferimento in cui si effettuano gli esperimenti.
Giungeremo a dover definire queste grandezze assolute solo nel sistema relativistico in cui si opera. Molti sono giunti ad affermare che i risultati ottenuti a partire dai due postulati sovraenunciati debbano valere solo a livello matematico, in quanto con le formule ricavate si ricavano i valori corretti di ciò che si analizza, ma che non abbia senso parlare di tempi che si dilatano o di segmenti che si contraggono. E’ mio convincimento che la relatività ci abbia permesso di rimetterci in discussione come studiosi e come ricercatori. Ho sempre ripetuto che non è detto che si stiano utilizzando le leggi corrette per analizzare gli eventi.
Nulla osta che le formule ricavate dai fisici nei secoli siano in grado sì di prevedere nuovi eventi e che pertanto siano utili per approfondire la conoscenza dell’universo che ci circonda pur essendo concettualmente errate.
Bisogna avere il coraggio di osare e di riconsiderare criticamente anche ciò che fino a poco tempo fa pensavamo essere la VERITÀ.
E’ importante osservare che tutto ciò che abbiamo studiato fino ad ora continua a valere se analizziamo osservatori e/o eventi che si muovono a velocità minore del 14% di C.
Il tempo e lo spazio nella Relatività ristretta.
Qualsiasi sistema relativistico deve essere considerato come un microcosmo nel quale risulti essere definito un proprio tempo e lunghezza.
Nel microcosmo il tempo è una grandezza assoluta e scorre inesorabile. Un secondo è esattamente il tempo che impiega il cesio 133 per far emettere 9.192.631.770 fotoni con elettroni che saltano dal livello con F=4 e M=0 al livello con F=3 e M=0.
Questa unità di tempo è la stessa per tutti i sistemi relativi, ma risulta essere assoluta solo all’interno della stesso sistema.
Lo stesso dicasi per l’unità di misura delle lunghezze. Tutti misurano l’unità di misura nello stesso modo.
Quando osservatori di un sistema osservano un altro sistema si rendono conto che bisogna definire un parametro di conversione e dei tempi e delle lunghezze per poter confrontare ciò che noi misuriamo e ciò che l’altro sistema dice di aver rilevato.
Prendendo in considerazione la seconda ipotesi della relatività ristretta, ci sorge spontanea una domanda: Se le leggi che ricaveremo partono dal presupposto che un sistema sia in quiete e l’altro in moto, come operare per scoprire chi è fermo e chi è in moto?
E’ evidente che è del tutto insignificante dire chi è fermo o chi è in moto, in quanto ogni osservatore affermerà di essere in quiete, certo che sia l’altro in moto.
Ci metteremo semplicemente nei panni di uno dei due e ricaveremo per quello, utilizzando la velocità di trascinamento dell’altro sistema da questi ricavato, ciò che l’altro rileva dei fenomeni che avvengono nel 1° sistema.
Avremmo anche metterci nei panni del secondo, convinto di essere in quiete e utilizzando la velocità di trascinamento del 1° sistema rilevato dal secondo, ricavare le leggi che regolano l’evento che avviene nel 1° sistema.
Ciò che importa è che i risultati che ricaveremo saranno gli stessi e le leggi ricavate sempre le stesse (non parleremo di leggi di conservazione ma di invarianti).