un po' di relatività

Come dice il titolo, voglio affrontare un po' la teoria della relatività.
La base concettualmente è abbastanza semplice: non esiste più un sistema di riferimento assoluto. Un sistema inerziale non esiste. Un sistema si dice inerziale, quando non è influenzato da alcuna forza esterna. Anche se prendessimo in esame l'universo (visibile) questo non sarebbe un sistema di riferimento inerziale poichè influenzato da materia ed energia oscura, adirittura nel caso di diverse realtà su piani differenti, neppure l'intero nostro universo sarebbe un sistema inerziale.
Ergo si deduce per due osservatori differenti, una stessa azione, è sostanzialmente differente, se non nello spazio, nel tempo. Altra novità, l'unione dello spazio tempo. Fino ad Einstein il tempo venne visto come qlcosa di perfetto e uguale per tutti, questo solo perchè il nostro mondo "viaggia" a una velocità molto minore di c. Famoso è il paradosso dei gemelli. L'unica costante in tutti i sistemi di riferimento è la velocità della luce nel vuoto (c), nel vuoto perchè nel mezzo con indice di rifrazione adeguato si può avere l'effeto cherenkov.
Insomma l’unica cosa che non cambia a seconda della posizione e della velocità dell’osservatore è c. È interessante dire che particelle vettori come i fotoni, non hanno massa, ma la loro energia cinetica è data da (½ c2 ), i discorsi per le altre particelle variano a seconda della velocità. E se si tiene conto del fatto che massa ed energia sono due facce della stessa medaglia, si può capire anche la formula: E = mc2 che vale solo per la massa a riposo, mente per la formula corretta sarebbe E2 = p2c2 + m2c4.
Un'altra curiosità, si è abituati a vedere la gravità come un pressione positiva, quindi come una forza che avvicina, ma in determinate condizioni, la forza può essere anche repulsiva, questo è molto importante perché è un fenomeno previsto nella teoria inflazionarla di Guth. Non chiedetemi perché, ma a quanto pare la gravità può anche allontanare due corpi, la bellezza della fisica è senza limiti. Ci sono state varie verifiche della relatività e tutte confermano che il tempo viene dilatato al crescere della velocità e caso limite se noi viaggiassimo a non subiremo l’inesorabile scorrere del tempo. Con la relatività si è anche data un'altra definizione di gravità: un accelerazione. In un ideale universo non perturbato da forze, noi saremo in caduta libera e senza peso, visto che il nostro non è un universo ideale, noi pesiamo, ma è importante vedere la gravità come un accelerazione, perché la rende una cosa molto più comprensibile e intuitiva. La gravità è dovuta alla deformazione dello spazio-tempo che esercita la materia, una cosa simile a quando salite su un tappeto elastico, diciamo che intuitivamente lo spazio tempo si deforma così. A questo punto si capisce che tutto ciò che si avvicina a un campo gravitazionale (la depressione nello tappeto elastico) viene accelerata dalla campo gravitazionale, su grande scala, si chiama effetto leasing, quello che ci permette di osservare galassie dietro un oggetto molto massivo, che riesce perciò a deviare sufficientemente la luce.
Siccome risulta che la luce ha una velocità finita può essere che quando un corpo molto massivo collassa si può creare una attrazione tale che neppure la luce riesca a sfuggire all’attrazione, ecco un buco nero (black hole, in inglese), la formala è semplice, basta che l’energia cinetica del fotone (1/2 c2) – la forza gravitazionale (GM/r2) sia uguale a zero, ecco il limite di Chandrasekhar.
Diversamente per calcolale l’orizzonte degli eventi, si usa la potenziale invece che la gravitazionale.
Bè mi sembra sufficiente per ora.