la visione che abbiamo dello spazio e del tempo è ben lontana dalla realtà lo spazio lo consideriamo come il luogo che contiene gli oggetti nel quale possiamo muoverci Il tempo invece lo consideriamo come lo scorrere degli eventi che seguono un ordine cronologico come il ciclo giorno-notte o l'alternarsi delle stagioni concordiamo tutti sulla definizioni di spazio e tempo e li consideriamo come entità separate ma nostra visione è basata sulla percezione della realtà nessuno immaginerebbe che lo spazio e il tempo possano modificarsi né tantomeno possano unirsi o addirittura scambiarsi nel corso della storia questi sono stati argomento di numerosi dibattiti fino a quando non si è arrivati alla sorprendente conclusione che sono un'unica entità dunque Che cosa sono veramente lo spazio e il tempo siamo sicuri che il tempo scorra per tutti allo stesso modo Inoltre se lo spazio lo misuriamo in metri e il tempo lo misuriamo in secondi Com'è possibile che si uniscano l'uno con l'altro com'è possibile che questi due concetti apparentemente distinti siano parte di una stessa entità quadridimensionale chiamata spazio-tempo uno dei primi a dare una definizione di spazio e tempo che fosse legata ai fenomeni fisici fu probabilmente Aristotele nel 350 Avan Crist circa definì come il tempo fosse legato al cambiamento senza movimento il tempo non avrebbe senso per Aristotele lo spazio invece è il luogo in cui sono contenuti i corpi materiali così come un vaso contiene l'acqua nel corso della storia Il tempo e lo spazio sono passati da definizioni filosofiche a definizioni sempre più scientifiche soprattutto grazie alle scoperte nel campo della fisica dovete sapere che Einstein non fu l'unico a formulare la teoria della relatività ma prima di lui fu proprio un italiano a definire il concetto di relatività probabilmente in pochi sanno che Galileo Galilei quasi 300 anni prima di Einstein formulò la relatività galileiana che gettò le basi per lo sviluppo della relatività di Einstein secondo Galilei il moto di oggetto è relativo al sistema di riferimento scelto In altre parole significa che se sono su un'auto che si muove a velocità costante vedrò la persona a bordo strada muoversi indietro Mentre per la persona sulla strada sarà l'auto a muoversi in avanti Dunque quello che percepiamo è la variazione del movimento di un corpo rispetto ad un altro nella relatività galileiana le velocità e le distanze sono relative rispetto a chi osserva Infatti se dall'auto lanciamo una pallina per noi questa si muove alla sua velocità Ma per chi osserva da fuori vedrà la pallina muoversi più veloce Perché alla sua velocità va sommata quella dell'auto per Galilei gli orologi si muovono simultaneamente Dunque il tempo è assoluto ma il suo principio di relatività afferma che ad essere relativa è la distanza Infatti i due osservatori non sono d'accordo sulla distanza percorsa dalla pallina che sarà più corta per chi è in auto e più lunga per chi è sulla strada distanze relative significa questo la relatività galileiana afferma che le leggi della fisica non vengono influenzate dal moto ricapitolando anche se gli osservatori non sono d'accordo sulle distanze misurate lo spazio tra due punti non è alterato dal moto cioè non si allunga e non si accorcia Dunque spazio e tempo sono assoluti Cioè non cambiano questo principio oggi vi sembrerà ovvio e banale ma come vedremo dopo la relatività di Einstein Dimostra come non sarà più valido quando ci avviciniamo alla velocità della luce la relatività galileiana ha gettato le basi per la fisica moderna E ha influenzato profondamente lo sviluppo della teoria della relatività di Einstein in questa evoluzione del concetto di spazio e tempo mancava un sistema di riferimento che permettesse di collocare gli oggetti nello spazio in modo univoco ed è qui che entra in gioco Cartesio che ideò un sistema per rappresentare geometricamente i punti nello spazio nel piano Cioè in due dimensioni inserì due assi ortogonali numerati chiamati X e Y che generano una sorta di griglia i numeri sugli assi rappresentano le coordinate che identificano la posizione di un oggetto sul piano in questo modo qualsiasi oggetto poteva essere individuato tramite una coppia di coordinate come una specie di battaglia navale successivamente fu inserito un terzo asse ortogonale i primi due l'asse verticale Z che consente di individuare l'altezza di un oggetto nello stesso anno in cui morì Galilei naque Newton La sua visione di spazio e tempo era che questi fossero assoluti ma in maniera più rigida rispetto a come l' intendeva Galilei per Newton lo spazio era un'entità fissa e immutabile era un contenitore nel quale si svolgevano gli eventi dell'universo ma era indipendente dalla presenza degli oggetti o meno per quanto riguarda la visione del tempo Newton lo definiva come un flusso che scorre in modo uniforme Cioè non rallenta e non accelera il tempo era scandito da un orologio dell'universo che tichetta sempre allo stesso ritmo per tutti e indipendente da ciò che accadeva nello spazio per Newton lo spazio tridimensionale e il tempo erano due entità separate che esistevano indipendentemente dai fenomeni fisici che accadevano in questa visione di spazio e tempo chiunque avesse misurato una distanza o un intervallo temporale avrebbe ottenuto sempre lo stesso valore a prescindere che fosse fermo o in movimento questo consentiva di poter ottenere lo stesso risultato senza preoccuparsi che il moto di rotazione della Terra influenzasse gli esperimenti ad esempio le idee di Newton furono criticate D leibnitz il quale aveva una visione completamente opposta tra i due c'era una situazione di tensione aggravata dal fatto che Newton accusò pubblicamente leibniz di avergli rubato le idee sul calcolo infinitesimale secondo leibnitz spazio non è un contenitore in cui ci sono gli oggetti ma è la presenza stessa degli oggetti e le loro interazioni a definire lo spazio quindi non può esistere lo spazio se non esistono gli oggetti questo implica che non può esistere il vuoto totale perché il concetto di spazio deve essere ancorato a qualcosa di reale e concreto Infine per leibnitz il tempo non era assoluto Ma relativo era un effetto della nostra percezione dell'ordine e della successione degli eventi Alla fine però la visione di Newton risultò essere più in linea con le leggi della fisica classica e fu accettata dalle accademie e dagli scienziati per oltre 200 anni fino a quando non arrivò Einstein nel 1905 fu pubblicata la teoria della relatività speciale la quale cambiò l'idea di Newton di spazio e tempo assoluti con Einstein termina la separazione tra spazio a tre dimensioni e il tempo che da entità separate e indipendenti diventano un'unica entità la relatività speciale dimostra che il nostro movimento nello spazio influisce sul nostro movimento nel tempo e viceversa infatti la misura del tempo e dello spazio dipende dall'osservatore e dalla sua velocità Ciò significa che non esiste un unico sistema di riferimento fisso ma che ogni osservatore ha una visione personale della realtà la relatività speciale prevede che il tempo trascorra più lentamente per un osservatore in movimento rispetto ad un osservatore che resta fermo questo fenomeno confermato sperimentalmente implica l'assenza di un tempo assoluto per comprendere appieno la relatività speciale è necessario considerare il tempo come una quarta dimensione insieme alle tre dimensioni spaziali Se volete approfondire l'argomento sul tempo trovate un video qui sul canale potete cliccare la notifica qui in alto e vi lascio il link nella descrizione successivamente il professore di Einstein il matematico tedesco Minkowski Nel 1908 presentò una visione della relatività speciale da un punto di vista geometrico trattando il concetto di spazio-tempo come un'unica entità quadridimensionale perciò la posizione di un oggetto nello spazio è definita da quattro coordinate tre spaz e una temporale questo spazio quadridimensionale funzionava diversamente dallo spazio tridimensionale di Newton e dalla relatività galileiana Infatti uno dei concetti più importanti dello spazio di Minkowski che dobbiamo ricordare è questo più ti muovi velocemente nello spazio e più ti muovi lentamente nel tempo e viceversa più ti muovi veloce nel tempo e meno ti muovi nello spazio questo effetto diventa sempre più evidente con l'aumentare della velocità immaginate che un'auto debba spostarsi da un punto a ad un punto B percorrendo questa strada lo spazio percorso dall'auto sarà la somma della lunghezza del tratto x e della lunghezza del tratto Y siamo in tre dimensioni quindi aggiungiamo anche l'altezza Z perciò la distanza percorsa dall'auto è la somma delle coordinate spaziali nello spazio-tempo di Minkowski però dobbiamo aggiungere anche il tempo lo spazio però non va a sommarsi al tempo ma va sottratto Perciò lo spazio riduce il valore del tempo perché ricordate più ci muoviamo veloci nello spazio e meno ci muoviamo nel tempo dunque Maggiore il valore dello spostamento nello spazio e minore è lo scorrere del tempo percepito da chi si è spostato da qui si capisce come spazio e tempo siano legati tra di loro il nostro percorso nello spazio-tempo prende il nome di linea di Universo il concetto scoin volgente è che nello spazio-tempo quadridimensionale ci muoviamo sempre alla velocità della luce e questa velocità si distribuisce tra spazio e tempo immaginiamo che questi due bicchieri raffiguro Lo spazio ed il tempo il liquido rappresenta la velocità della luce se siamo fermi nello spazio ci stiamo muovendo nella direzione del il tempo alla massima velocità cioè la velocità della luce in altre parole stiamo invecchiando alla velocità massima possibile ma come ci muoviamo una parte di questa velocità si distribuisce nello spazio il bicchiere del tempo ora risulta meno pieno rispetto a prima quindi il nostro tempo scorre più lentamente la somma tra la velocità dello spazio e la velocità nel tempo è sempre uguale alla velocità della luce le velocità le quali ci muoviamo tutti i giorni sono di molto inferiori alla velocità della luce sarebbe Come aggiungere o togliere delle gocce da un bicchiere all'altro per questo pensiamo che il tempo scorra allo stesso modo per tutti ma se ci muoviamo nello spazio alla velocità della luce il bicchiere del tempo rimane vuoto questo Cosa significa vuol dire che per noi il tempo non scorre Dunque ci muoviamo nello spazio da un posto all altro istantaneamente ho fatto un video nel quale mostro cosa vedremmo se viaggiasse a quelle della luce lo trovate cliccando qui in alto non dobbiamo pensare che l'orologio di chi si muove rallenti tickettando più lentamente il suo orologio scandirà i secondi con la stessa velocità Ma verrà visto muoversi più lentamente dall'osservatore fermo ma se lo spazio lo misuriamo in metri ed il tempo lo misuriamo in secondi Com'è possibile che una lunghezza si sommi col tempo com'è possibile che i metri si uniscano ai secondi questa incongruenza ha un'origine storica dovuta al fatto che all'epoca di Newton il tempo e lo spazio apparivano come entità separate Perciò era normale definirle con unità di misura differenti ma nella relatività il tempo e lo spazio si mescolano a vicenda perciò dobbiamo utilizzare una stessa unità di misura sia per lo spazio che per il tempo ma come facciamo a combinare i metri con i secondi la velocità della luce è la chiave per unire lo spazio con il tempo la velocità della luce viene indicata con la lettera C ed esprime lo spazio percorso dalla luce in un secondo circa 300 milioni di metri e si misura in metri diviso secondi la velocità della luce mi consente di trasformare il tempo in spazio e lo spazio in tempo nello spazio di Minkowski perciò C diventa un fattore di conversione che mi permette di passare dai metri ai secondi e viceversa ma il concetto di spazio-tempo fu nuovamente rivoluzionato Nel 1915 quando Einstein formulò la teoria della relatività generale in questa nuova visione la gravità assume un ruolo principale Infatti è responsabile della deformazione sia dello spazio che del tempo La massa posseduta dai pianeti dalle stelle e dalle galassie è responsabile della gravità più un oggetto è massiccio maggiore è la deformazione che crea nello spazio-tempo la gravità perciò causa la curvatura dello spazio e la dilatazione del tempo Questo significa che la curvatura determina a sua volta il il moto degli oggetti nello spazio la terra si muove attorno al sole perché segue la corvatello spazio generata dalla nostra Stella Il tempo invece si dilata in prossimità di oggetti massicci cioè scorre più lentamente è stato misurato attraverso strumenti molto sensibili come un orologio al mare quindi più vicino al campo gravitazionale terrestre scorre più lentamente rispetto ad un orologio in montagna la relatività generale ha previsto anche l'esistenza delle onde gravitazionali cioè perturbazioni dello spazio-tempo simili alle onde che si generano lanciando un sasso in un lago con la differenza che è lo spazio stesso a vibrare anche se vuoto queste onde si formano in seguito ad eventi cosmici violenti come la fusione di buchi neri ad esempio e viaggiano alla velocità della luce è stato confermato come la materia e l'energia curvino lo spaz tempo cambiando persino la traiettoria della luce che è costretta a seguire lo spazio deformato Einstein ha dimostrato che lo spazio-tempo è una geometria che viene piegata dalla massa e che cambia la traiettoria dei corpi e il loro scorrere del tempo la comprensione che lo spazio non sia statico Ma che possa deformarsi e che sia influenzato dagli oggetti ha dato in parte ragione all'idea di leibniz nel corso della storia si è passati da un tempo assoluto e indipendente da osservatori e materia ad un tempo relativo influenzato dalla velocità e dalla gravità questa comprensione ha smentito l'idea di Newton di spazio e tempo assoluti un'altra particolarità dello spazio di Minkowski è che se due osservatori Sono in movimento l'uno rispetto all'altro non saranno d'accordo sulla simultaneità con cui si verificano due eventi se per un osservatore due eventi avvengono allo stesso istante per l'altro osservatore avverrà prima uno e poi l'altro io Vi suggerisco di guardare questi due video lasciate un mi piace se il video Vi è piaciuto Io vi ringrazio se siete arrivati fin qui e noi ci vediamo alla prossima puntata