Tempus 1

Una volta un mio amico mi ha chiesto: secondo te è possibile il viaggio nel tempo?

Uhm... Ho dovuto pensare a lungo per rispondere, già solo parlare di "tempo" non è affatto facile. Figuriamoci poi perdersi nel fantomatico "viaggio temporale".

Risponderò come ho fatto con lui: per gradi, perché prima bisogna sradicarvi il concetto di tempo come siete abituati.

Tempo ASSOLUTO è quello a cui siamo abituati fin dalla nascita.

-che ora è?

-quanto impieghi ad arrivare?

-Ca**o il treno è in ritardo di 54392037 min... ehm quanti giorni ha di ritardo?

-Fameee! Il mio corpo dice che è l'ora di mangiare!

-Mi si chiudono gli occhi.. ora della nanna

......

FISICA CLASSICA

In natura, nella nostra "misera vita umana" ci sono due tipi di tempo: biologico e ciclico. Il primo si riferisce agli ultimi due esempi soprascritti: il nostro organismo scandisce perfettamente quando "si è fatta una certa" e bisogna mangiare o dormire o ...bagno!

E poi c'è quello ciclico: al principio c'era il ver.. ehm... il sole e la luna, l'uomo vide che queste due sfere celesti si alternavano romanticamente (e meno male che continuano a farlo!) e disse: "questa è cosa buona, uno è il tempo della luce e l'altro è il tempo del buio. Il primo si chiamerà giorno, il secondo notte"

Da un fenomeno fisico CICLICO nacque il tempo. E poi successivamente fu diviso in mesi e anni, ore e minuti. Abbiamo iniziato a misurare distanze in "tempi di percorrenza", siamo arrivati a dividere il secondo in miliardesimi per studiare i fenomeni subnucleari. L'orologio atomico si basa sull'oscillazione atomica... abbiamo bisogno di fenomeni ciclici per definire il tempo, da questa ciclicità concerniamo il tempo.

Un tempo che vale per tutti gli osservatori.

Cioè t è un invariante.

Ve lo già spiegato cos'è un invariante... "cubo di rubik e tensori", ma vedo di rispiegarlo meglio: prendiamo un omino A e lo mettiamo su un treno, sistema in movimento O' a velocità V (grande), e un secondo omino B seduto su una panca, sistema fermo O. Rispetto al sistema fermo O la posizione dell'origine di O' è data da X (grande)=OO'. Se l'omino A è a x' rispetto alla propria origine O', è facile vedere che la sua posizione rispetto a B è x = x' - X  (una semplice differnza di vettori).
L'omino A gioca a freccette all'interno del vagone, ne lancia una e misura la velocità v(t)=v. L'altro omino B misurando la velocità della freccia ottiene v'(t)=v'. In generale v è diverso da v', in quanto ricordiamo che lo spazio è uguale alla velocità per il tempo: x=vt e x'=v't, x e diverso da x', quindi...

Normale diremmo. Questo perché Velocità e spazio, così come le componeti di una forza DIPENDONO dal sistema di riferimento e quindi sono diverse, mentre il modulo della forza |F| e il tempo t sono invarianti e NON dipendono dal sistema di riferimento (le componentidella forza sì) ovvero si dicono INVARIANTI.

Data l'invarianza di alcune grandezze( |F| e t), la dipendenza di altre e uno dei capisaldi della fisica: l'osservatore deve essere libero di scegliere il proprio sistema di riferimeto, tale che le grandezze invarianti rimangono tali per tutti gli osservatori (se ad esempio |F|=5N, tale valore deve essere misurato da tutti gli osservatori indipendentemente da come scelgono gli assi!), esistono delle trasformazioni matematiche che legano i sistemi A e B in modo tale che si possa passare da un sitema di riferimento all'altro, dette le trasformazioni galileiane, lasciando rigorosamente le grandezze invarianti tali, devono restare "intoccabili".
Una l'abbiamo già espressa: x=x'-X. Mentre tra v e v', data V velocità treno, sussiste una relazione del tipo: v = v' – V.

Quindi abbiamo:

t e |F| invarianti, il tempo è lo stesso per tutti gli osservatori (t assoluto!)

v, s (spazio), a (accelerazione) dipendenti dall'osservatore

E così via per le altre grandezze fisiche.

Fino a qui eravamo tutti felici e contenti, finché poi ci mettemmo a studiare i fenomeni elettromagnetici... senza non avremmo né i pc né la luce in casa, vi immaginate? Tutti con le candele alla sera e tutti porteremmo gli occhiali alla lunga.

Con le equazioni di Maxwell in poi iniziammo ad avere "prurito" al fondoschiena. Perché?

Prossimo post...

Riferimenti: un po' in tutti i testi di Fisica 1 trovate questi concetti, in questo caso vi cito il Mencuccini