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Il tempo alla velocità della luce

Meccanica, termodinamica, fluidodinamica, elettromagnetismo, ottica, acustica e fisica teorica.

Il tempo alla velocità della luce

Messaggioda joint » sab 13 lug 2013, 20:23

Premesso che non son un matematico nè un fisico e che, essendo questo forum fornito di persone specializzate in tali materie, vorrei proporre una domanda e una mia "soluzione" che con la fisica ha poco a che fare (se non quel poco che ho potuto studiare nei miei anni alle scuole superiori) e iniziare una discussione sulla correttezza o meno della stessa e su soluzioni alternative basate sempre sulla logica o tantomeglio su conoscenze della materia.

Secondo la teoria della relatività, riguardo ad eventuali viaggi alla velocità della luce (tralasciando quel che succederebbe alla massa di una eventuale astronave contenente un passeggero) si dice che il tempo per chi viaggia alla velocità-luce scorra più lentamente e che quindi un osservatore sulla terra, nel tempo di andata e ritorno della distanza di un anno-luce dell'astronave, invecchierebbe più velocemente di chi viaggia.

Quindi, se non ho capito male, se io assistessi alla partenza di un'astronave per un viaggio di andata e ritorno di un anno-luce per tratta (quindi 2 anni-luce), al suo ritorno io sarei invecchiato di 2 anni mentre il viaggiatore sarebbe invecchiato nulla (sempre se non ho capito male).

Però questo sarebbe valido nel sistema di riferimento (o se vogliamo "dal punto di vista" o spazio-tempo) di me che assisto alla partenza e al ritorno dopo 2 anni dell'astronave.
Nel sistema di riferimento del viaggiatore infatti avverrebbe esattamente la stessa cosa perchè in quel sistema di riferimento sarei io che mi allontanerei da lui e sarebbe lui ad invecchiare di 2 anni e io nulla.

Perciò secondo le mie deduzioni (insensate o meno che siano):

1) Alla fine del viaggio, le due discrepanze temporali si annullerebbero e tutti e 2 saremmo invecchiati esattamente 2 anni.

2) Non considerando i "sistemi di riferimento" potrei anche ipotizzare il fatto che, chi viaggia alla velocità-luce, una volta tornato, potrebbe arrivare in una lina temporale diversa e posta nel futuro mentre chi ha assistito alla partenza, potrebbe veder ritornare un'astronave provveniente dal passato.

3) Cosa vedrebbe un osservatore esterno posto a debita distanza?

Cosa c'è di sbagliato (sicuramente qualcosa c'è perchè le mie son solamente conclusioni logiche e non inerenti a fisica o matematica) in quello che ho detto?

Grazie delle risposte e per la discussione che ne verrà fuori!
Sono bugiardo e questa è un'assoluta verità!!
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Re: Il tempo alla velocità della luce

Messaggioda AndreaMatteo » mar 16 lug 2013, 12:31

Ciao!
Per quanto ne so io, (sempre col beneficio del dubbio) si usa in genere l'esempio del "paradosso dei gemelli". Presi due gemelli, se solo uno di essi viaggia su un mezzo alla velocità della luce, per esempio per un mese, mentre l'altro rimane a terra; al ritorno del viaggiatore, per suo fratello non sarà passato un mese, ma un tempo più lungo, ad esempio un anno. Insomma: il gemello che non ha viaggiato sarà diventato più vecchio dell'altro.
In quest'ottica quindi il viaggiatore ha compiuto un vero e proprio viaggio nel tempo, nel futuro: per lui è passato un mese, ma torna un anno dopo essere partito.
Per quanto riguarda l'osservatore esterno, forse il problema non è la distanza, ma la velocità relativa a cui si sta muovendo.
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Re: Il tempo alla velocità della luce

Messaggioda joint » mar 16 lug 2013, 14:34

si questo è vero infatti è quello che ho detto anche se con parole diverse ma, come ho detto, secondo me dovrebbe essere una questione di sistemi di riferimento.

considerando il sistema di riferimento del viaggiatore è lui a stare fermo e la terra ad allontanarsi a velocità-luce (immaginati ciò che riprenderebbe una videocamera piazzata sulla coda di un razzo: dal suo punto di vista (della videocamera) sarebbe la terra che si allontana) quindi le stesse considerazioni dovrebbero valere per chi viaggia.

una volta che i sistemi di riferimento si ricongiungono quindi non dovrebbe esserci nessuna discrepanza e tutti e 2 dovrebbero essere invecchiati dello stesso tempo.
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Re: Il tempo alla velocità della luce

Messaggioda hiro04 » mar 16 lug 2013, 16:05



forse funziona così:
Capace di spostamenti molto rapidi (impiega 3 secondi per raggiungere la Luna), il cuore dell'astronave è costituito dagli incredibili motori di cui è dotata, capaci di mantenerla immobile e di spostare l'universo attorno ad essa (tecnologia simile al teorico motore a curvatura) fonte wikipedia
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Re: Il tempo alla velocità della luce

Messaggioda Hiigaran » ven 6 set 2013, 4:39

Joint non stai pensando quadrimensionalmente XD.

Proverò a spiegarti come ho capito io il concetto di relatività e velocità della luce anche se so di non essere assolutamente portato per fare una spiegazione in sintesi.

il paradosso dei gemelli è un esempio ma in quanto tale non si può considerare un caso "reale" per 2 motivi che stanno alla base della teoria della relatività generale.

La MIA percezione di spazio e tempo sono "relativi" alla MIA velocità alla quale viaggio e sappiamo che il concetto di velocità è espresso RISPETTO a qualcos'altro, per esempio, una macchina che viaggia a sua volta.

Tutto quello che riguarda la fisica ha come riferimento SEMPRE un punto fisso che non si muove e che rimane costante nel suo stato.

Il tempo di un osservatore statico che non si muove trascorre e viene percepito in un certo modo, mettiamo al ritmo di un secondo al secondo.

Il tempo di un osservatore che si muove ad una certa velocità rispetto sarà diverso. Quando L'osservatore in moto si ALLONTANA percepisce un tempo più lento rispetto a quello dell osservatore statico; l'osservatore statico vedrà l'osservatore in moto muoversi più lentamente. Viceversa se l'osservatore in moto si AVVICINA.

Più alta è questa velocità più l'effetto si accentua.

Quando la velocità tocca la velocità della luce l'effetto è massimo. Se l'osservatore in moto si ALLONTANA, tutto ciò che si trova dietro di lui sembrerebbe fermo in un eterno presente e il suo viaggio apparirebbe ISTANTANEO. L'osservatore statico invece vedrebbe, l'osservatore in moto in allontanamento ma FERMO come in una fotografia e vedrebbe tutto il resto come sempre. Se l'osservatore in moto si AVVICINA, vedrà tutto quello che gli sta davanti con un tempo incredibilmente VELOCE. L'osservatore fermo vedrebbe l'osservatore in moto SOLO nel momento in cui è arrivato perché la luce che emette l'osservatore in moto arriva nello stesso momento dell'osservatore. Tutto quello che vedrebbe è un improvviso bagliore bianco e immediatamente dopo l'osservatore INVECCHIATO.

EDIT 8 settembre "Quando l'osservatore in moto deve compiere il viaggio affronta tre diversi stati di moto, in questo ordine: un moto di accelerazione fino alla velocità v, un moto costante, una frenata fino a velocità 0, un'altra accelerazione fino a velocità -v (il ritorno), un altro moto costante, ed infine un altra decelerazione fino a 0. Secondo la relatività generale, anche se aumentando la velocità, il tempo dell'osservatore si dilata, quando decelera questo tempo viene a contrarsi fino a pareggiare quello dilatato, quindi quando l'osservatore in moto ritorna a destinazione è complessivamente invecchiato quanto l'osservatore statico." Fine EDIT

Un terzo osservatore esterno vedrebbe le cose in maniera analoga, ma ciò che vedrà dipende dalla distanza alla quale si trova da entrambi e dalla velocità alla quale l'osservatore in moto si allontana dal terzo osservatore (in qualsiasi caso diversa da quella del primo osservatore) ricavabile con una semplice operazione di trigonometria.

Questo significa che il paradosso dei gemelli non è un paradosso quando ti fai i calcoli correttamente.

Un esempio reale di tutto questo lo puoi vedere anche adesso.

Il nostro sole come è noto sta a 8 minuti luce da noi quindi se noi guardiamo il sole lo vedremmo come era 8 minuti fà
Un'altra stella che starebbe all'ipotetica distanza di 30 anni luce la vedremmo come era 30 anni fà; invece una stella che sta a 8 milioni di anni luce la vediamo come era 8 milioni di anni fa; sulla terra di 8 milioni di anni fa l'avremmo vista come era 16 milioni di anni fa (esempio stupido ma attinente).

Una gigante rossa morente, che sta a 5 milioni di anni luce, che riusciamo a vedere dalla terra potrebbe non esistere più in quanto la vedremmo come era 5 milioni di anni fà quando in realtà potrebbe essere già morta e diventata una nana bianca! Per quanto ne sappiamo Eta Carinae (una Supernova molto lontana) potrebbe essere già diventata un buco nero e potremmo non saperlo se non fra parecchie migliaia di anni.

Una stella che si allontana da noi la vedremmo invecchiare più lentamente e la vedremmo di colore ROSSO; invece una stella che si avvicina la vedremmo invecchiare più rapidamente e la vedremmo di colore BLU. Tutto questo perché la luce ha sempre la stessa velocità sia quando la sorgente è in moto sia quando è ferma. Il cambio di colore è un effetto scoperto da E. Hubble chiamato "red shift" che funziona in maniera analoga all'effetto doppler del suono, la frequenza della luce di una sogente che si muove è più alta (più blu) se si muove verso di te mentre è più bassa (più rossa) se si allontana da te.


Spero di esserti stato di aiuto, di averti spiegato il tutto a dovere e di non averti annoiato.

P.S.: CITOFONO 9,3,7 indizio: pensa ad una battuta
Ultima modifica di Hiigaran il dom 8 set 2013, 19:48, modificato 1 volta in totale.
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Re: Il tempo alla velocità della luce

Messaggioda umbus » sab 7 set 2013, 20:03

Ciao, eccomi di nuovo sul forum... :mrgreen:

Sono un po' di fretta e non ho avuto tempo di leggere per bene quanto scritto da Hiigaran riguardo ai viaggi alla velocità della luce, prometto che lo farò! Cmq riassumendo al massimo le cose stanno così:

-Il paradosso (che paradosso non è) descrive una situazione reale e effettivamente realizzabile, siccome la discrepanza di età tra i due gemelli avviene anche in caso di viaggi a velocità inferiori a quelle della luce.

-Per notare gli effetti tuttavia le velocità devono essere effettivamente comparabili con quelle della luce, (tipo la metà, o anche un quarto...). Con le velocità raggiungibili con le attuali tecnologie gli effetti sono trascurabili.

-Il gemello salito sull'astronave ritorna più giovane di quello rimasto a terra, perchè per lui il tempo passa più lentamente (cioè il su orologio, visto dall'osservatore a terra, è visto andare più lentamente di quello dell'osservatore a terra stesso)

-A differenza di quello che si pensa (ed è quello che lasciava perplesso joint! :mrgreen: ) la situazione non si può invertire: le leggi della relatività speciale valgono per osservatori inerziali, cioè fermi o che si muovono a velocità costante. Il gemello sull'astronave per tornare a terra e confrontarsi con il fratello deve invece invertire la direzione del suo moto e quindi il suo sistema di riferimento non può essere inerziale per tutta la durata del viaggio :sisi:

PS: è da un po' che avevo in mente di postare qualcosa sul paradosso dei gemelli! :eheheh:
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Re: Il tempo alla velocità della luce

Messaggioda hiro04 » lun 19 mag 2014, 14:22


minuto 3:15 circa parla del paradosso dei gemelli ..
consiglio tutta la visione del video
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