Osservazioni sulla teoria della relatività (II parte)

Un'altra conseguenza della relatività rispetto al tempo, dopo quella descritta in un precedente articolo, viene spiegata da Einstein sempre attraverso un esperimento.

Innanzitutto bisogna precisare che con il termine orologio in fisica non si intende solo quell'oggetto che mettiamo al polso, ma anche un fenomeno oscillatorio che prendiamo come punto di riferimento.

L'esperimento consiste nel capire cosa accade agli orologi di due osservatori, di cui uno è fermo sulla banchina mentre l'altro è su un treno in movimento.

Supponiamo subito che gli orologi siano sincronizzati, nel senso che, quando il treno è fermo, entrambi gli osservatori possono notare che gli orologi procedono nello stesso modo.

Ma ora vogliamo sapere cosa accade all'orologio di colui che parte per colui che lo guarda dalla banchina.

Innanzitutto supponiamo che per ogni secondo ci sia una oscillazione.

Ora vediamo cosa accade:

• quando il treno è fermo, colui che è sulla banchina vede il fenomeno oscillatorio e nota che fra due oscillazioni consecutive passa esattamente un secondo;
• quando il treno, invece, è in movimento e quindi si allontana dalla banchina, per misurare l'intervallo fra le oscillazioni bisogna semplicemente guardare ovvero aspettare che la luce ritorni dal treno fino alla banchina per sapere cosa sta accadendo sul treno. Quindi in questo caso il fenomeno periodico sarà maggiore di un secondo perchè bisogna considerare il tempo che la luce impiega per arrivare alla banchina.

Con questo esperimento Einstein affermò che il rapporto che c'è tra la velocità del treno e quella della luce influenza la dilatazione dei tempi che avviene sul treno in movimento, cioè che, se prima gli orologi erano sincronizzati (quando il treno era fermo), ora per l'osservatore della banchina sembrerà che l'orologio di colui che viaggia sul treno stia andando più lentamente.

Questo concetto è proprio la dilatazione dei tempi.

Per chi si fosse perso in questo esperimento, ce n'è un altro che Einstein ha svolto facendo una semplice sostituzione: al posto dei due orologi ha introdotto due gemelli creando il famoso paradosso dei gemelli.

Supponiamo che un gemello rimanga a casa mentre l'altro viaggi per 10 anni a velocità molto vicine a quella della luce, perchè abbiamo detto che l'effetto della dilatazione si fa più evidente quando un qualcosa si muove a velocità prossime a quella della luce.

Il gemello che viaggia fa la sua vita e il suo orologio rispetto a quello che sta a casa è più lento e quindi i suoi tempi si sono dilatati.

Passati i 10 anni, il gemello che ritorna dal viaggio sarà più giovane di quello che è rimasto a casa ed effettivamente questo è un paradosso perchè i due gemelli sono nati nello stesso momento, ma ora uno risulta più giovane dell'altro.

Concludo dicendo che questi fenomeni sono assolutamente reali e quindi non si tratta di ipotesi ma di fatti che realmente accadono.