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CORRIERE DELLA SERA
Lezioni di Fisica
La relatività e lo spazio-tempo
a cura di Eugenio Coccia
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Lezioni di Fisica
2 La relatività e lo spazio-tempo
© 2018 Out of Nowhere S.r.l., Milano
© 2018 RCS MediaGroup S.p.a., Milano
LE INIZIATIVE DEL CORRIERE DELLA SERA n. 34 del 5/11/2018
Direttore responsabile: Luciano Fontana
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Via Solferino 28,20121 Milano
Sede legale: via Rizzoli 8,20132 Milano
Reg. Trib. N. 378 del 6/6/2006
ISSN 1828-5520
Responsabile area collaterali Corriere della Sera: Luisa Sacchi
Editor: Martina Tonfoni
Realizzazione: Out of Nowhere S.r.l.
Impaginazione: Marco Pennisi &C C. S.r.l.
Introduzioni: Giorgio Rivieccio
“La lezione”, “Cosa resta da scoprire” a cura di Eugenio Coccia
“Cronologia”, “Le risposte della scienza” e “Le parole della fisica” a cura
della redazione
Si ringrazia l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare per la preziosa collaborazione.
INDICE
Non è come sembra
di Giorgio Rìvieccio 7
La lezione
di Eugenio Coccia 11
Cosa resta da scoprire
di Eugenio Coccia 125
Cronologia 143
Le risposte della scienza 149
Le parole della fisica 156
Letture consigliate 158
NON È COME SEMBRA
Si può rivoluzionare la fisica senza uscire dal
la propria stanza, soltanto con carta e mati
ta. E quello che, come sappiamo, fece Albert
Einstein con le due teorie della relatività, che
hanno cambiato completamente la nostra visio
ne del mondo. Lo spazio? Può incurvarsi e si
può accorciare. Il tempo f Si può allungare. E
l’uno non esiste senza l’altro; sono due realtà
indissolubili nello spazio-tempo. La massa? Si
trasforma in energia; anzi, massa ed energia so
no la stessa cosa; la massa può trasformarsi in
energìa, e fin qui potrebbe essere intuibile os
servando bruciare qualcosa, ma anche l’energia
può trasformarsi in massa.
Da questi assunti discende a cascata una se
rie di conseguenze: due eventi che a una persona
appaiono simultanei non lo sono per un’altra
persona che si trova in moto uniforme rispetto
alla prima (la relatività della simultaneità); si
può vivere più a lungo, ossia rallentare il tem
po, semplicemente muovendosi (pure a veloci
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tà “umane”, anche se in tal caso in modo non
apprezzabile) e se un uomo riuscisse a fare un
viaggio a velocità prossime a quella della luce
potrebbe, tornando sulla Terra, scoprire di esse
re diventato più giovane di suo figlio.
Ma in questo mondo dove tutto è relativo,
dove tutto non è come sembra, c’è qualcosa che
non cambia mai, qualcosa di assoluto: la veloci
tà della luce. Fu proprio riflettendo sulla velo
cità della luce che Einstein, a 16 anni, gettò nel
la sua mente il primo seme («se viaggiassi alla
stessa velocità di un raggio luminoso lo vedrei
come congelato?») di quella ossessione concet
tuale che dieci anni dopo sfociò nella relatività
ristretta. Proprio a partire dall’immutabilità del
la velocità della luce discendono le conclusioni
delle teorie einsteiniane.
La relatività ha così cambiato per sempre
anche questi concetti sui quali per millenni
scienziati e filosofi hanno fondato le proprie te
si: proprio ciò che ci rende così ostico capire
gli apparenti paradossi relativistici. Si tratta di
nuove rappresentazioni mentali che non sono
più dipendenti dalle impressioni e dalle espe
rienze sensibili - nostre e dei nostri predecessori
sul Pianeta - giacché la realtà diviene un’entità
immaginaria, nella misura in cui va al di là di
ciò che possiamo percepire con i sensi. Come
diceva Einstein, riconoscendo di essere giunto
al punto centrale di questo tipo di ragionamen
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to sulla base degli scritti di filosofi come David
Hume ed Ernst Mach, «il sistema di concetti è
una creazione dell’uomo, né più né meno delle
regole di sintassi che costituiscono la struttura
dei sistemi di concetti».
Il nuovo mondo che scaturisce dalla relati
vità non è però una costruzione fantastica indi
mostrabile. In questi cento anni che ci separano
dal suo debutto ha avuto e continua ad avere
conferme indubitabili, da quella del 1919 sulla
curvatura dello spazio dovuta alla massa, all’al
lungamento della vita delle particelle a velocità
prossime a quella della luce (dimostrato da Bru
no Rossi nel 1940); dalla dilatazione dei tempi
in un orologio fatto viaggiare su un Boeing 747
intorno alla Terra fino all’ultima, clamorosa
individuazione delle onde gravitazionali, avve
nuta nel 2015 da parte di ricercatori statuni
tensi, italiani e francesi. L’intuito può diventare
certezza, come diceva Einstein: «I concetti e
le proposizioni acquistano “significato”, cioè
“contenuto”, solo attraverso la loro connessio
ne con le esperienze sensibili. Ciò che distingue
la vuota fantasia dalla “verità” scientifica è il
grado di certezza con cui questa connessione,
cioè questa associazione intuitiva, può essere
compiuta, e null’altro».
G.R.
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LA LEZIONE
Lo spazio e il tempo sono concetti fonda-
mentali delle scienze della natura. Volen
do semplificare, possiamo dire che fino al
1905 essi sono stati considerati essenzialmente
come recipienti che contenevano le sostanze e i
corpi le cui mutue interazioni e movimenti co
stituivano il vero oggetto di studio.
La relatività di Einstein ha cambiato tutto. Ha
liberato lo spazio e il tempo da pregiudizi che
erano passati inosservati nel corso di secoli. Li
ha fatti scendere dall’Olimpo degli a priori e
li ha portati a essere protagonisti di una nuo
va teoria fisica accessibile all’osservazione.
Cercherò di raccontare, attraverso alcune tappe
significative, l’evoluzione del pensiero sullo spa
zio e sul tempo.
Nella prima parte parleremo più diffusa-
I disegni de “La lezione ” sono originali dell’autore.
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