Viaggiare nel tempo, sarà possibile?

Lasciamo perdere la ricerca choc, anche perchè qualsiasi cosa dicano è un fatto che la velocità della luce oggi è una costante.

Andrea, temo che la storia della dilatazione spazio-tempo la devi comprendere da solo.
Evidentemente non sono abbastanza bravo a spiegarla.

Preciso solo una cosa: sbagli quando pensi che il tempo passa comunque e pertanto quando ti fermi il "tempo arretrato" te lo ritrovi tutto insieme.
Detto in parole sempliciotte, la velocità interviene sullo stato fisico delle cose.
Man mano che aumenta la materia che si muove cambia.
Al raggiungimento della velocità della luce, la materia si è completamente trasformata in energia pura.
Nulla che sia dotato di massa può raggiungere la velocità della luce: deve convertirsi in energia pura.
E viceversa, tutto ciò che non ha massa deve necessariamente viaggiare alla velocità della luce.

Il corpo umano è un insieme di atomi, di elettroni, protoni e neutroni in relazione tra loro con determinate forze. Se fosse possibile portare questo insieme alla velocità della luce, queste relazioni si congelerebbero perchè non possono muoversi più rapidamente di quanto non stiano già facendo.

Ci sono altre conseguenze di questa costante, una delle quali mi ha sempre affascinato, ne parlerò dopo.
Prima vorrei che tu assimilassi il concetto e ne fossi intimamente convinto.

Spiegare le cose attraverso i paradossi ha i suoi limiti, perchè chiaramente si fanno esempi impossibili e se uno non ha già compreso cosa succede, alla fine il paradosso confonde più che chiarire.

Cerca allora di immaginare un atomo, l'elettrone che si muove intorno al nucleo, cerca di immaginare che se davvero la velocità della luce è una costante, quell'elettrone non può muoversi ulteriormente se sta già viaggiando a C.
E quindi è fermo relativamente al nucleo (anch'esso si muove a C).
Un insieme di quegli atomi (un corpo umano) è fermo allo stesso modo.
Quando diciamo che il tempo si blocca intendiamo questo. E stiamo comunque facendo un esempio poco realistico, visto che un elettrone (in quanto dotato di massa) NON può raggiungere C in nessun caso.
Può convertirsi in energia pura e raggiungere C, questo sì.

Edited by JohnCrono - 7/4/2008, 16:13

dato che, velocità della luce + velocità della luce = velocità della luce ...
e non velocità della luce x 2
- - -
c + v = (sempre) c

Per l'articolo che ti ho riportato (ma questo non centra con il 3D, è un po' OT), voglio dire, la scienza è sempre in evoluzione quindi mi pare un po' di parte contestare a priori degli scienziati solo perché dicono una cosa leggermente diversa...
Insomma, Dio è uno solo, Einstein non lo deve essere per forza, ecco, insomma-cioè.

Sì, Andrea, ma prima di passare alle critiche della teoria della relatività, cerchiamo almeno di capirla bene!

Non si tratta di Einstein Dio: il modello fisico riconosciuto dalla comunità scientifica, oggi, è quello di Einstein.
Assimiliamolo, e poi saremo in grado di valutare le critiche che alcuni pongono ad esso.

Non solo C+V è C ma anche C-V è C.

Se mi sto spostando in avanti a 200 metri al secondo e sparo all'indietro con un revolver che ha una velocità alla bocca di 300 m/s., la palla si muoverà a 100 m/s (anche se per me si allontanerà a 300 m/s).
Viceversa, se sparo in avanti la palla si muoverà a 500 m/s (attrito atmosferico permettendo).
Se invece accendo una torcia, la luce di quella torcia si sposterà a C sia in avanti che indietro.

Dio è uno solo, ma se dovessi ragionare da credente, la costante della velocità della luce sarebbe una delle più affascinanti prove della sua esistenza!

:-)

Non stavo criticando, riportavo una delle tante contestazioni, visto che era da parte di fisici.
So bene che è un modello conosciuto e giustamente accettato dalla comunità scientifica. Era solo un piccolo ot.

Ok ritorniamo al concreto.

Ok, sulla fisica elementare del moto non ho problemi
Se io sto guidando in moto ai 200 all'ora e il passeggero, seduto in senso contrario e cioè dando le spalle al pilota, sta mangiando una gomma da masticare, si stufa e la sputa avanti a sé alla velocità di 30 Km/h, quella gomma da masticare sta viaggiando nella stessa direzione della moto alla velocità di 170 Km/h, e queste le imparavo quando avevo 11 13 anni. Avevo fatto pure un programma (in Basic) sul golf che teneva conto di forza e direzione del vento, forza applicata alla pallina, direzione 3D della stessa, etc etc, caratteristiche diverse delle mazze etc. Insomma, queste cose le conosco altrimenti mai avrei potuto affrontare la ricerca sull'11/9, G8 e altro . E nemmeno avrei potuto porre le questioni che ho posto.

Quello che per colpa di cocciutaggine faccio fatica ad accettare (ma ho capito che così è) è il fatto che alla velocità della luce tutto si 'blocca'. Ho capito che è così e credo di aver capito per quale motivo, finalmente ti sei spiegato, ma è una "rottura" .


Quoto :-)

Conseguenza del tutto, una ipotetica macchina del teletrasporto sarebbe sostanzialmente una macchina del tempo.

No, una cosa non ho capito,

Rispetto, relativamente a cosa avrà quella velocità, la luce della torcia? Come lo stabilisci? (ho capito che è una costante, ma...)

E, se alla velocità della luce l'universo si muovesse in senso contrario ad uno dei raggi di luce della torcia, come fai tu a stabilire che il raggio di luce della torcia si muove alla velocità della luce?
E dato che le due velocità non si sommano né si sottraggono, come agiscono l'una rispetto all'altra?

Edited by Aribandus - 9/4/2008, 10:54

Le due velocità non si sommano e non si sottraggono in termini assoluti, non relativi.

Se io mi trovo su una galassia che si muove a 100.000 km/s in direzione di una stella, la luce della stella verrà verso di me a 300.000 km/s (ricordo che C corrisponde a 299.792 e qualcosa km/s) in termini assoluti, ma in termini relativi la velocità di incontro è di 400.000 km/s.

Quindi, se prendiamo un treno, una torcia nel mezzo (X), un osservatore A a prua e un osservatore B a poppa,
e accendo la torcia, la velocità della luce di quella torcia sarà sempre C sia in avanti che indietro (in termini assoluti, o meglio relativamente al terreno supponendo che il terreno sia realmente fermo e fisso) ma l'osservatore A la percepirà un attimo dopo rispetto all'osservatore B.

La nostra galassia, se non ricordo male, si sposta a qualche decina di km/s nell'universo, e questa velocità incide nel modo in cui percepiamo la velocità di un raggio di luce, secondo che ci viene incontro o si allontana da noi.

Ho trovato qui un bell'articolo su come misurare C in laboratorio senza ricorrere a strumenti troppo costosi:

http://www.br3nn0s.org/scienza/esp2/4/ESP04.htm

Ah, meno male! Qualcosa finalmente torna.
Quindi esistono velocità relative, superiori della velocità della luce! Avevo capito fosse impossibile...
perciò, la massima velocità, relativa, in 'assoluto' :-) , è di 600.000 Km/s !? (Doh!)

Sì lo conosco l'esperimento per misurare la velocità della luce, l'avevo letto su diverse pagine e anche sul mio libro di Astronomia (pratica). Hai fatto bene a postarlo.
Grazie intanto, per tutte le risposte che mi hai dato ;-) ,

Conoscendomi farò sicuramente altre domande.
(mumble mumble)

Spiegata così non è molto comprensibile, secondo me, e neanche troppo giusta.
La materia non può accelerare fino a raggiungere la velocità della luce, ma non è che accelerando si trasformi in energia: al contrario la sua massa aumenta, e diverrebbe infinita nel caso di raggiungimento della c, richiedendo quindi un'energia infinita per farlo.
Questo perché, mano a mano che si accelera, una percentuale sempre superiore di energia è richiesta non per aumentare la velocità ma per aumentare la massa.

Però niente, in teoria, impedisce ad una massa di scomparire da qui e ricomparire, istantaneamente, sulla Luna o su Plutone o dall'altra parte della galassia (sarebbe una velocità infinita, quindi ben superiore a quella della luce): basta che non ci siano accelerazioni (aumento o diminuzione progressiva della velocità).



Non ho capito che significa questa frase.



E neanche questa: dovunque sia un osservatore, a qualunque velocità viaggi (subluce, lasciamo perdere cosa vedrebbe un fotone, che tanto nessun fotone verrà mai a raccontarci cosa vede), la luce la misura sempre e comunque come c (circa 300.000 km/s).

Edited by axlman - 13/4/2008, 02:45

Si axlman, la massa diventa infinita, il che è impossibile, e proprio per questo solo ciò che è energia pura - ossia che non ha massa - può (deve) viaggiare a C.

Era quest'ultimo concetto quello che volevo sottolineare, quello che intendevo sul discorso massa/ energia era esposto troppo malamente (in realtà pensavo alla conversione massa/energia ma in altro contesto) ma non volevo introdurre ulteriori complicazioni. Volevo soltanto focalizzare che la velocità influisce sullo stato fisico della massa.

Anche sulle velocità relative/assolute non sono stato chiaro.

Dati i punti A e B distanti 10 anni luce, un fotone che parte dal punto A e un fotone che parte dal punto B viaggiano ciascuno a C.
Ma si incontreranno dopo soli 5 anni perchè viaggiano uno verso l'altro.
La luce di A, che il fotone B dovrebbe vedere dopo 10 anni, la vedrà dopo 5.

Questo è quello che intendevo dire, parlando di velocità assolute e relative.

Quanto al fatto che la luce misura sempre e comunque C, occhio.
Se potessi viaggiare a 299.791 km/s anzichè ai 299.792 (C) di un raggio di luce, e facessi partire un raggio di luce nella stessa direzione del mio moto, è verissimo che quel raggio viaggerebbe comunque a C , ma è altrettanto vero che - se potessi vederlo - lo vedrei allontanarsi da me a 1 km/s.

lo so che lo sai, ma meglio specificare per chi non conosce: solo ciò che ha massa nulla a riposo deve viaggiare necessariamente a c, proprio perché a riposo non esisterebbe, avendo massa a riposo nulla (ma viaggiando a c una quantità di moto e quindi una massa la ha).



Non solo della massa (meglio sarebbe parlare di massa-energia visto che sono intercambiabili) ma anche dello spazio-tempo: anche qui so che lo sai, ma sempre meglio specificare se si cerca di spiegare a chi è a digiuno della materia.



Sì, però un fotone vede arrivarsi addosso l'altro sempre a c, non a due c: invece mi sembra che Aribandus avesse capito questo secondo caso.



Se non viene verso di te, non lo puoi misurare: chi sta fuori vede un raggio di luce che viaggia a c e tu che lo insegui a (c-1km/s): ma se il raggio di luce parte da metà del famoso treno, A che sta in testa lo vede viaggiare a c, non ad 1 km/s.
Così B che sta in coda lo vede viaggiare a c, non a 2c - 1 Km/s.

Quindi, ipotizzando di essere un osservatore che ha,

rispetto a due fotoni che gli stanno per passare davanti (uno proveniente da "est" e l'altro da "ovest") seguendo traiettorie parallele (quindi perpendicolari all'osservatore che li 'vedrà' incrociarsi davanti ai suoi occhi perché a quell'altezza in questo esempio sono),

una velocità relativa a quella dei fotoni, pari a zero (quindi rispetto a loro è fermo), se potesse misurare la loro differenza di velocità nel momento in cui i due fotoni si incrociano, questa differenza di velocità esiste? Mi sembra di capire che non esiste.
Non è misurabile?
In parole ancora più popolari e quindi povere, se i due fotoni viaggian l'uno verso l'altro, ma su traiettorie parallele e non coincidenti, e gli stessi hanno velocità luce ma in senso di percorrenza opposto, questa differenza di velocità non è ZERO? E quindi, ogni fotone non vede arrivare l'altro a 600.000 Km/s ?

No, difatti, mi avevi già risposto: :

Difatti avevo capito questo. Quindi confermo l'intuizione di axlman.
Sostanzialmente mi trovo davanti ad un paradosso simile a quello espresso nella mia firma:
- in che luogo è nato l'universo? -

Me la devo metter via, la semplice logica in questo caso mi collassa. (autocritica: è dura scoprire i propri limiti)

Non è la logica che collassa, è il senso comune, l'esperienza, che fanno difetto visto che derivano dal vivere in una realtà pesantemente sub-luce. Partendo dai principi della fisica relativistica, la logica supporta pienamente i risultati, ma bisogna prendere anche in mano le formule, altrimenti non ci si capisce niente.

Provo a mettertela così: il postulato base è che la velocità della luce non cambia, per ogni sistema inerziale cioè per ogni sistema che viaggia di moto rettilineo uniforme, senza accelerazioni.

Relatività galileiana: se due treni viaggiano a 300 km/h uno contro l'altro, succede che

1) un osservatore esterno li vede viaggiare con la stessa velocità (300 km/h) in direzioni opposte, uno verso l'altro

2) un osservatore su uno dei treni vede l'altro treno arrivargli addosso a 600 km/h


Relatività eisteiniana: se due fotoni viaggiano a c uno contro l'altro, succede che

1) un osservatore esterno li vede viaggiare con la stessa velocità (c) in direzioni opposte, uno verso l'altro

2) un osservatore su uno dei fotoni vede l'altro fotone arrivargli addosso sempre a c, non a 2c


Come si spiega? Si spiega pensando che i tempi si allungano e le distanze si accorciano, man mano che ci si avvicina alla velocità della luce, in modo tale che il loro rapporto (cioè la velocità) rimane costante giunti ad un certo punto (velocità luce).
La composizione delle velocità nel mondo relativistico non è quindi più una semplice somma delle velocità come nel mondo galileiano, ma diventa la formula illustrata qui.

Non è chiaro, non è intuitivo, lo so, ma funziona: altrimenti centrali nucleari e bombe atomiche o a fusione semplicemente non esisterebbero.

Edited by axlman - 13/4/2008, 02:40

Ho capito, grazie.

Direi che per me si impone un po' di studio sulle formule.
Mi scoccia non esserci arrivato da solo e senza le stesse.

Guarda, credo che solo per pura intuizione, senza calcoli e formule a supporto, manco Einstein ci sarebbe arrivato, visto quanto tutta la faccenda è controintuitiva.

Per la relatività generale ha avuto addirittura bisogno di una nuova e misconosciuta branca della matematica, il calcolo tensoriale.
E se il calcolo tensoriale non l'avessero inventato e sviluppato qualche anno prima Ricci Curbastro e Levi-Civita, probabilmente Einstein non sarebbe riuscito a portare a termine lo sviluppo della relatività generale stessa, non avendo gli strumenti matematici adeguati: il ragionamento puro non basta, ci vuole un linguaggio adeguato per formalizzare il tutto e non perdersi.

Insomma Einstein era l'uomo giusto al momento giusto: fosse nato solo 30 anni prima probabilmente non sarebbe riuscito a realizzare nulla sulla relatività, non per mancanza di genio ma per mancanza di strumenti.

Edited by axlman - 13/4/2008, 02:30

Mi consolo, ma non vorrei farlo perché ho sempre cercato di capire i meccanismi da solo, da sempre, però è d'obbligo sottolineare tutto quello che hai detto, e cioè che prima di tutto servono gli strumenti giusti. E il momento giusto.
- - -
Senza :-) che ci sia la formula che me lo sussurri come realtà "divina" e che quindi mi sublimi il pensiero verso una fondata fede indiscutibile (relativamente, in quanto la scienza progredisce continuamente, ma ho comunque capito che è indiscutibile), non c'è un sistema per comprendere ugualmente come può,
un uomo che viaggia alla velocità della luce per 10 anni (e quindi non istantaneamente, nella mia teoria), nel momento in cui passa a velocità zero e torna alla sua realtà,
non riprenderli tutti?
Da cosa è definito il tempo, scandito?
Nel senso che, anche se non mi muovo, passa.
Se dormo, passa.

John mi sottolineava che:

La mia ignorante domanda, conseguente, è questa: se quell'insieme di atomi viaggia alla velocità della luce, relativamente al sistema "velocità c" quell'insieme di atomi, elettroni e protoni etc, non dovrebbe mantenere la sua, velocità?
E invece mi pare di aver capito che il vero problema è la variazione di massa? Sbaglio?
(mi servono le formule, lo so, porta pazienza)
- - -
Ecco, mi viene in mente un altro esempio:
se un universo che viaggia a velocità luce in un altro universo più grande, ammettendo che ciò possa esistere, contiene un universo più piccolo (sistema atomico), in questo più piccolo è tutto fermo? Il tempo è fermo?

Guarda che le formule non sono una qualche forma di verità rivelata dall'alto: si ricavano, molto semplicemente, facendo dei calcoli abbastanza elementari, partendo dall'ipotesi di partenza e cioè che la velocità della luce è un'invariante.



Bella domanda, peccato che finora non ci sia risposta, nessuno che mi risulti ha definito il tempo, come nessuno ha definito lo spazio (che cos'è lo spazio?).
In realtà tempo e spazio sono un tutt'uno inscindibile, secondo la relatività, il tempo non è altro che una quarta dimensione che però si percorre solo in una direzione, dal passato verso il futuro.
Il tempo è scandito dagli orologi, cioà da roba che si muove a velocità costante: il tempo rallenta tanto di più tanto più acceleri e aumenti la velocità, fine.
Io sto fermo qui sulla Terra, tu parti, acceleri a velocità vicine a quelle della luce e poi torni: per me sono passati cinquant'anni e ho un piede nella fossa, per te molti meno (dipende da quanto veloce sei riuscito ad arrivare) e sei ancora un giovincello, fine.
Qual è il motivo per cui succede così? Boh, la fisica non dà la motivazione ultima di tutte le cose, spiega solo come funzionano: partendo dai postulati einsteniani e facendo i calcoli si giunge alla conclusione che funziona così e gli esperimenti lo confermano.



No, perché più veloci di così non possono andare. Comunque lascia perdere di pensare a cosa succede alle cose se viaggiassero alla velocità della luce visto che semplicemente non ci possono arrivare ed è un esercizio futile.
Tu sei sulla tua astronave e giochi a squash: la pallina, per te, va a tot all'ora esattamente come sulla Terra, è un osservatore esterno che non la vede viaggiare a (velocità astronave + tot) ma a molto meno.



Il problema è che la potenza che usi non la usi solo per accelerare ma anche per aumentare di massa: usando la stessa potenza, mano a mano che acceleri ad un certo punto ti accorgi che l'accelerazione diminuisce, questo perché sempre più energia è succhiata dall'aumento di massa, fino a quando giungi al punto che continui a dare energia senza però accelerare, solo per mantenere la velocità che hai raggiunto.
Se vuoi mantenere la stessa accelerazione costante devi aumentare sempre più l'energia fornita, perché una percentuale sempre maggiore si trasforma in massa, fino ad arrivare ad una richiesta di energia infinita per raggiungere la velocità luce, con massa finale infinita (impossibile).



Il tempo è fermo solo a velocità luce, quindi solo per i fotoni e per le altre particelle di massa a riposo zero (forse i neutrini e forse i gravitoni, sempre che esistano), tutto il resto che ha massa a riposo non nulla (elettroni, protoni, neutroni, quark, quello che ti pare) la velocità luce non la possono raggiungere in nessunissimo modo.
E comunque per le particelle subatomiche, quando sono legate a formare gli atomi, vale la meccanica quantistica e fonderla con la relativistica viene dura: tocca andarsi a vedere almeno altre due branche della matematica (operatori e spazi vettoriali), poi la meccanica quantistica (supponendo che mastichi già bene la meccanica razionale), poi Dirac e la meccanica quanto-relativistica, cosa che ti sconsiglio se non ci vuoi diventare matto o non ci vuoi stare dietro qualche anno.

Edited by axlman - 13/4/2008, 04:12