Nel novembre 1915, Alberto Einstein Ha vissuto uno dei momenti stellari della sua carriera di scienziato, dove ha fatto conoscere il suo nome Teoria della relatività Prima Accademia prussiana delle scienze, a Berlino. Quattro anni dopo, il 29 maggio 1919, la scienza del XX secolo raggiunse il suo apice con la conferma di questa teoria.
Ma, I suoi articoli principali, in cui incorporò le prime idee relativistiche al mondo, che risalgono al 1905, pubblicate quando il fisico aveva solo 26 anni. E se potessi tenere tra le mani una copia di questi testi ora, saresti sorpreso con un file Leggibilità. È che il testo è semplice e le equazioni non superano la complessità che possono assumere alcuni problemi di algebra matematica.
Questo perché Einstein ce l’aveva Un modo di pensare molto visivo, in un modo consistente nel porre piccoli problemi mentali e risolverli nella sua mente, sollevando così le idee più chiaramente. Un esempio di questo processo di sviluppo è il famoso paradosso dei gemelli.
Nella sua interezza, ha spiegato Einstein Due teorie: relatività generale, relativa al campo gravitazionale e ai sistemi di riferimento, e relatività ristretta, più legata alla fisica del moto in funzione dello spazio-tempo. Nel complesso, il loro lavoro ha cambiato completamente la visione dell’universo e molti fenomeni e concetti come il tempo, lo spazio e la gravità.
Così, sebbene possa essere difficile da capire e un po’ intimidatorio da affrontare, è possibile semplificarlo in una serie di punti principali che ne riuniscono i risultati e li rendono accessibili a chiunque li desideri. Quindi vi presentiamo I cinque punti fondamentali Per comprendere finalmente la teoria della relatività.
La velocità della luce è assoluta
Uno dei punti principali della teoria della relatività afferma che la luce si propaga sempre a 300.000 km/s Non importa da quale sistema di riferimento stiamo osservando. Cosa significa esattamente? Einstein lo illustra con uno dei suoi giochi mentali in un modo molto semplice.
Mette una persona su un treno che viaggia a 100 km/h. Parallelamente, un’altra persona su un altro treno si sta muovendo nella stessa direzione, ma questa persona si sta muovendo a una velocità di 90 km/h. Così, per l’osservatore del secondo treno, il primo si muove a soli 10 km/h, non i 100 km/h che noterebbe se il suo treno si fermasse improvvisamente. Cioè, la velocità con cui vedi il primo treno Dipende se il tuo sistema di riferimento fisso o mobile. Beh, non è vero con la luce.
Einstein afferma che non importa da dove guardi, che ti muovi o meno, apprezzerai sempre il movimento della luce alla stessa velocità: 300.000 km/s. Applicando al tuo stesso gioco, avremmo quella persona sul primo treno e il secondo vedrebbe la luce muoversi alla stessa velocità. Così si sviluppa la teoria della relatività luce costantecioè una quantità sempre costante.
Il tempo è relativo
Un’altra importante conseguenza di questa teoria è che il tempo, a differenza della velocità della luce, Affatto Dipenderà dal movimento degli osservatori. Cioè, due eventi che appaiono simultaneamente dal punto di vista di una persona potrebbero non essere dal punto di vista di un’altra persona. E la cosa più strana di tutto questo è che Entrambi avranno ragione.
Per capirlo, Einstein riprende l’esempio mentale dei treni. Questa volta coinvolge la prima persona in piedi accanto ai binari mentre il treno passa. Poi, proprio come il vagone centrale davanti a lui, un fulmine colpisce il primo e l’ultimo vagone. Poiché si trova a una distanza intermedia da entrambi gli eventi, la loro luce raggiunge il suo occhio contemporaneamente ed egli può affermare, senza errore, che i due raggi li hanno colpiti. Allo stesso tempo.
Ora, per un’altra persona seduta nello stesso vagone centrale, all’interno del treno, le cose sarebbero molto diverse, ma anche vere. Dal suo punto di vista, anche i raggi percorreranno la stessa distanza, ma a causa del moto relativo del treno, la luce che proviene dal fulmine in coda raggiungerà l’osservatore più tardi. Pertanto, questa persona, anche senza sbagliare, dirà che il fulmine colpisce in tempi diversi.
questa idea Molto controintuitivo, perché è una logica paradossale, ma non lo è. Un altro esempio molto utile di questa stima relativistica del passare del tempo è la doppia discrepanza, che è un po’ più complessa, ma intrigante.
Il tempo e lo spazio non sono indipendenti
Tra gli altri concetti, la teoria della relatività si distingue come importante Ridefinire i concetti di spazio e tempopoiché non sono termini indipendenti, ma sono combinati in un unico termine noto come Tempo libero. È come se entrambi i concetti fossero compagni inseparabili: ciò che accade all’uno influenzerà l’altro.
Einstein in una delle sue classi
Questa affermazione era, per Einstein, un’ovvia conseguenza della relatività del tempo: se un evento, come il fulmine di un treno, si verifica in un momento diverso a seconda della situazione in cui si trova ciascuna persona, allora entrambi i concetti devono essere insieme. in questo modo, Nessuno dei due può essere trattato indipendentemente fino alla fine
Nelle parole dello stesso fisico: “D’ora in poi, spazio e tempo sono destinati a svanire separatamente nell’ombra e solo l’unione di entrambi può parte della realtà“.
La massa è uguale all’energia
Conosci la famosa equazione e = mk2? Beh, è probabilmente la conseguenza più comune della teoria della relatività. Inoltre, è stata una pietra miliare scientifica perché, con questa semplice ed elegante equazione, Einstein è riuscito a combinare due conclusioni sorprendenti.
Primo, lo dici tu Energia e massa sono correlate E che possano diventare, in pratica, equivalenti. A titolo illustrativo, un fisico ti ha chiesto di immaginare un oggetto che emette due impulsi di luce in direzioni opposte. Poiché ogni impulso trasporta una certa quantità di energia, l’energia del corpo diminuisce, mentre la dà a quegli impulsi. Bene, Einstein determinò attraverso formule algebriche che affinché ciò fosse coerente, anche l’oggetto doveva perdere massa. Ciò significa che energia e massa sono direttamente correlate.
D’altra parte, in modo più profondo, in quell’equazione c’è la chiave che spiega un altro risultato di grande importanza: Perché è impossibile per un oggetto in movimento raggiungere la velocità della luce?. E secondo l’equazione, se ciò accade, la massa del corpo deve essere infinita, il che, secondo quanto sopra, richiederebbe un’energia infinita, il che è impossibile. Pertanto, si afferma che oggetti che non hanno massa o, meglio ancora, onde con massa nulla potranno raggiungere velocità paragonabili alla velocità della luce.
La gravità è semplicemente una distorsione
Se tutta questa teoria si basa davvero su concetti poco intuitivi e quasi surreali, allora il concetto e la definizione di gravità, che Einstein poneva come punto di chiusura della teoria della relatività, sembra essere stata presa da un racconto di Kafka. Questo è ciò che lo innesca Lo spaziotempo non è piattoma è distorto dagli oggetti posti su di esso.
Grafico rappresentativo della gravità come curvatura dello spazio-tempo
Immaginate quindi un grande pezzo di tessuto sospeso in aria e teso orizzontalmente. Se ci facciamo cadere sopra una pallina, affonderà un po’. Ora, se posizioniamo una pallina molto più grande un po’ più lontano, la trama si piegherà molto di più, così che la pallina più piccola si sposterà verso di essa a causa dell’inclinazione della trama fatta dalla seconda pallina. Bene, questo è ciò che accade, secondo Einstein, nell’universo. Noi o le cose di cui ci occupiamo saremo quelle palline che quasi non piegano il tessuto, mentre, per esempio, la Terra sarà quella palla grande che Il tessuto è molto distorto Ci indirizza verso di esso.
E così Einstein chiuse la teoria della relatività, sottolineando che la gravità non era una forza, ma una conseguenza della curvatura del piano dello spazio-tempo e la lasciò sul tavolo. Uno dei risultati più importanti della fisica per tutto il ventesimo secolo, e forse segnando la scienza nel ventunesimo secolo con loro.
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