Propongo in questa sede un post di qualche tempo fa, in modo tale che coloro i quali avrebbero voluto commentare, ora possano farlo senza alcun problema. Gli troveranno maggiori info qui: http://emanuelecontiniibra1982.spaces.live .com .
Principio di equivalenza (parte finale)
Qualcuno aspettava con ansia l'arrivo di questo post che almeno per il momentomette fine alla nostra discussione sull'amato principio di equivalenza, annessie connessi. Marco nei due post precedenti è stato alquanto chiaro nel descriverela situazione che si è venuta a creare, quando tutto ebbe inizio, quando i nostricervelli iniziarono a concepire qualcosa di assolutamente insolito. Iniziammoindipendentemente a pensare, ma nell'abitudine di scambiarci le idee, capimmodi viaggiare sulla medesima frequenza. La nostra idea è alquanto semplice per lasua natura e per come essenzialmente in modo naturale viene fuori come i fioria primavera, ma cercare di spiegare LA SUA NATURA in parole (cioè oggetti composti da lettere, che hanno un senso compiuto) non è affatto semplice. Infatti ci vorrebbe la matematica, ma ancora il formalismo che occorrerebbe nonè in pieno mio possesso, quindi fino a quando io e/o Marco non colmeremo questelacune, codeste parole che seguono resteranno SOLO parole. Partiamo dal principioe proseguiamo poi a fare il punto della situazione. Il principio di equivalenza inversione debole afferma che in un campo gravitazionale qualsiasi è sempre possibilescegliere un sistema di riferimento che sia localmente inerziale, cioè che in unintorno sufficientemente piccolo del punto le leggi del moto assumono la stessa forma che avrebbero in assenza di gravità (se ad esempio sono in caduta libera, la forza apparente annulla la gravità). La versione forte invece sostiene che, in unlaboratorio non rotante, che sia schermato da forze elettromagnetiche e che si troviin caduta libera, le leggi della fisica e il loro contenuto numerico sono indipendentidalla posizione del laboratorio. In tale laboratorio, inoltre, tutte le particelle,che siano abbastanza piccole da poter trascurare su di loro le forze mareali e libere da forze non gravitazionali, si muovono senza accelerazioni (ovvero invarianzadelle leggi della fisica nei sistemi di riferimento inerziali). No. Credo che così non vada bene. Ciò implica un qualcosa che veramente non riesco ad accetare: la massainerziale equivale alla massa gravitazionale. Nel tentativo di dimostrare il principiodi equivalenza, circa un mese e mezzo fa, nacque dentro di me la convinzione che inrealtà la massa inerziale nn esiste, o meglio, è la manifestazione della vera eunica massa, quella gravitazionale, in opportune condizioni. Per quale motivo dovrebbero esistere due masse, che guarda caso, coincidono numericamente? Quando sidice che è sempre possibile scegliere un sistema di riferimento che sia localmenteinerziale in presenza di un campo gravitazionale, non sono d'accordo, anzi lo sonosolo in parte. Se lo scelgo, è perchè voglio fare a meno della gravità, cioè voglioche le leggi del moto si comportino come se g non ci fosse. Va bene, però è solo un artifizio per trascurare g, così parlo di massa inerziale. Col principio in versione forte estendo a tutte le leggi fisiche. Ma non è forse probabile che localmente siag ad agire in modo tale da far si che valgano i suddetti due principi? Se pensassialla massa come fautrice della gravità (nel senso che la massa acquista importanzasolo perchè genera g) allora l'inerzia della massa la butto via perchè non potreipensare la massa come la proprietà di un corpo di opporsi ad una forza. Siccome fabene essere relativisti e pensare alla gravità come ad una curvatura spaziotemporale,allora chiamiamo una curvatura nulla inerzia. Va bene, sono d'accordo. Ma localmentelo farei io con un artifizio ad avere curvatura nulla quindi g nulla quindi inerziaquindi massa inerziale. Se g è nulla, allora l'inerzia esiste, ma se g è diversa dazero no. Qualunque misero corpo però curva lo spaziotempo, cioè possiede una g. Se sifa in modo che g sia nulla (col corpo in accelerazione) , allora qualunque misero corpo sarebbesottoposto all'inerzia. Ma (è qui viene il bello, il succo del concetto) possiamo vedere ciò che chiamiamo inerzia come un tentativo (perenne se il moto continua indisturbato) di g di farsi nuovamente valere. Essenzialmente sarà il tentativo di ritrovare l'equilibrio con una qualunque altra massa. Se quel corpo fosse l'unicooggetto dell'universo allora dire inerzia sarebbe giusto (nel senso che null'altro influenza g), ma se così non fosse, dire effetto gravitazionale inverso, sarebbe più giusto. Non so quanto
si possa capire da questa spiegazione, ma come avevo anticipato, raccontare la nostra idea
non è semplice, ci vorrebbe la matematica. Comunque in conclusione, non dico che il PE siaerrato, ma affermo che andrebbe rivisto per i termini in uso e in merito al suo senso.Credo quindi che si possa abbandonare il concetto di inerzia e introdurre unqualcosa concettualmente dipendente solo dalla gravità, ma conservare l'idea di sistema inerziale per il senso che comunemente gli vien dato.
Parlatemi di inerzia in prossimità dell'orizzonte degli eventi di un buco nero......
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11 commenti:
Rispondo ad una domanda di Giulio nell'altro blog di Ema, che mi chiede come mai abolirei il corso di laurea in astronomia. Lo abolirei essenzialmente perche' non serve. Mantenere in piedi un corso di laurea, con tutte le strutture e l'amministrazione che ne conseguono , comporta un certo sforzo in termini di denaro (tra cui l'aureo stipendio di Franceschini). Quel denaro (o parte di quel denaro) si potrebbe risparmiare se non ci fosse il corso di laurea in astronomia: basterebbe una specialistica in astrofisica dopo la triennale in fisica. Non sto parlando senza cognizione di causa: io ho fatto cinque anni a Padova al corso di laurea in astronomia, e adesso sono alla specialistica in astrofisica a Trieste , che segue la triennale in fisica. Dopo aver visto entrambi questi sistemi, dico che non ha senso che esista un corso di laurea in astronomia come quello di Padova, dal momento che la stessa preparazione (se non di piu') uno se la puo' fare come fanno qui a Trieste, massimizzando l'efficienza (pur sempre ti laurei in fisica, mica cazzi) e risparmiando sui costi (i soldi per la fisica non si devono dividere tra due dipartimenti). Questa e' la mia idea: ma cio' non toglie che non ritornerei indietro, se potessi. L'ambiente ad astronomia e' mooolto meglio di quello a fisica, e l'impostazione degli studi, meno basata sui laboratori, mi era piu' congegnale. Posso capire l'esistenza del corso di laurea in astronomia solo in funzione del fatto che uno ha piu' possibilita' di scelta nell'importante ambito della fisica, ma questo pero' non giustifica secondo me la spesa in piu' che ne deriva. [E a Ema rispondero' un'altra volta, promesso.]
già. e ci sarebbero più tipe da frequentare.
Mi dispiace Fili, sai come la penso. Per me l'astronomia non si tocca.
Figurati, per me ancora meno, ci mancherebbe. Io facevo un discorso di un altro tipo. Tutto quello che sai lo potresti sapere comunque con una spesa minore da parte dell'universita'. Io dico che un corso di laurea in astronomia e' sostanzialmente ridondante: ma con questo non voglio parlare male dell'astronomia. Figuriamoci, e' sacra anche per me. Tra l'altro e' da diversi anni che volevano cambiare il nome del corso di laurea da astronomia ad astrofisica, perche' in effetti e' la stessa cosa: solo con il peso di mantenere un dipartimento in piu'. Tutto qua.
(Sushi, l'ho capita adesso. Viva le ragazze di Fisica!)
Ema, torniamo un po' a noi. Ho riletto il tuo post e devo dire che ci ho capito poco perche' e' un po' confuso: comunque mi sento di dire una cosa che ho gia' detto a myked tempo fa. Il fatto che sia stata introdotta una massa inerziale e una massa gravitazionale ha un motivo storico, non fisico: inizialmente la massa si studiava in due ambiti diversi (gravita' e dinamica) e quindi abbiamo due definizioni della massa a seconda di quale legge si vuole usare. Ma quelle due leggi (ce l'ha insegnato Newton) sono uguali, quindi non c'e' nessun motivo fisico per fare questa distinzione. Anzi, noi potremmo istituire il principio di equivalenza anche senza tirare in ballo le masse ma, ad esempio, le cariche elettriche: un corpo carico negativamente che viene attratto da uno carico positivamente sente comunque un'accelerazione, e quindi potrei creare cosi' il principio di equivalenza. Il PdE generalizzato dice proprio questo, in sostanza: posso usare qualunque trasformazione di gauge locale, senza specificare che la forza sia dovuta o meno dalla gravita'. Per questo motivo, a mio avviso, ha carattere piu' generale la definizione inerziale della massa rispetto a quella gravitazionale: perche', come ripeto, la legge di gravita' e' un'espressione particolare del secondo principio di Newton dovuto a qualcosa che ha un'origine (si spera) quantistica ancora semisconosciuta e quindi, per quanto ne so, potrebbe essere riconducibile a qualcosa di totalmente diverso. Un po' come la temperatura, che non e' altro che l'indice di qualcos'altro che non puoi distinguere atomo per atomo. Quindi, indipendentemente dall'origine della massa e della gravita', comunque essa farebbe sentire i suoi effetti inerziali. Ma credo di essere stato molto confuso anch'io nello spiegare queste cose.
Fili perdonami non ho tanto tempo di rispondere ora e siccome reputo il discorso assai importante ti risponderò stasera o domani. Cmq ti anticipo che (per come la penso io) sei quasi sulla frequenza giusta. Poi ti dirò il perchè del ''quasi''. Riguardo all'altro discorso mi soddisfa appieno essere denominato ''astronomo'' perchè è un sogno che coltivo fin da bambino. Non mi andrebbe se venisse persa la carica.
Caro Fili, ieri ti ho scritto che tu sei quasi sulla nostra frequenza (mia e di mykdee). Comprendo appieno quanto tu affermi e non posso che trovarmi mediamente d'accordo. Il problema che sta alla base però è un pelo sottile. Noi ancora crediamo in un principio che afferma l'invarianza delle leggi in un moto accelerato. Ovviamente sono d'accordo su questo, ma il fatto di elevarlo a principio mi sembra poco. A mio avviso ci deve essere un principio più forte di quello che è gia forte, il quale tenga conto del vero ruolo che ha un campo gravitazionale. Non ci si può stupire ancora quando si ricava l'uguaglianza delle due masse. Non si può ancora credere all'inerzia nel senso comune che gli si dà. E' la gravità che fa il suo ruolo, delle volte in modo palese, altre in modo dark, oscuro e misterioso. L'invarianza delle leggi è indubbiamente un ottima conquista, ma lascia intravedere uno spiraglio di ulteriori conquiste teoriche, come ad esempio un PE ultrageneralizzato e ultraforte che dà alla gravità ciò che veramente merita. L'inerzia è solo ciò che non riusciamo ancora a spiegarci.....
"non posso che trovarmi mediamente d'accordo". Ema ti adoro. Quello che Ema vuole dire, è che non c'è uguaglianza tra le due masse (e quindi forze). Si tratta di una identità, tra massa (forza) gravitazionale e massa (forza) gravitazionale.
Certo, verissimo. Quello che inganna, forse, è che per la massa inerzia e gravità sono la stessa cosa perché entrambe derivano dalla massa (e dalla STESSA massa). Mentre per tutte le altre interazioni inerzia e forza sono distinguibili perché dovute a cose diverse. Per il resto, credo anch'io in una teoria supergeneralizzata.
Il problema Fili sai qual è? Ci vuole un certo formalismo matematico non banale.
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