La domanda posta va evidentemente divisa in due parti:
\n
\nA. Perche’ non si puo’ superare la velocita’ della luce?
\n
\nB. Perche’ la luce viene deviata dai campi gravitazionali pur essendo i fotoni
\n
\nprivi di massa?<\/p>\n
\n A. Relativita’ ristretta e velocita’ della luce<\/b><\/p>\n
Alla prima domanda risponde la teoria della relativita’ ristretta che ha v2<\/sub> = 2v<\/i>\/(1+v<\/i>2<\/sup>\/c<\/i>2<\/sup>),<\/p>\n dove c<\/i>= velocita’ della luce. In particolare se v<\/i> e’ molto piu’ piccola di v2<\/sub> = 2v<\/i>,<\/p>\n esattamente come nel caso classico. Quindi la meccanica classica e’ un caso Ma per capire meglio perche’ un corpo non puo’ superare la velocita’ della Ecin<\/sub> = mc2<\/sup>(1\/(1-v2<\/sup>\/c2<\/sup>)1\/2<\/sup> -1)<\/p>\n Si riportano di seguito alcuni valori di energia e la corrispondente velocita’ Velocita’ Energia \t 0.10000\t\t\t 0.005 \nSi vede che per avvicinarsi alla velocita’ della luce e’ necessaria una quantita’ — 1. Le leggi della fisica sono le stesse in tutti i sistemi di riferimento inerziali. Il fatto che corpi reali non possono superare la velocita’ della luce e’ Si vedano anche le altre risposte:<\/p>\n http:\/\/www.vialattea.net\/esperti\/php\/risposta.php?numero=8193<\/a><\/p>\n http:\/\/www.vialattea.net\/esperti\/php\/risposta.php?num=8192<\/a><\/p>\n B. Relativita’ generale e deflessione della luce<\/b><\/p>\n \nLa deflessione della luce in un campo gravitazionale e’ conseguenza della Questa teoria si fonda sul principio di equivalenza<\/i> che afferma che un In base a questo principio la traiettoria di un fotone in un campo Possiamo trovare un’analogia con le tracce lasciate dalle gocce di pioggia Questo effetto e’ difficile da ottenere con la luce, la cui velocita’ e’ ben piu’ Riferimenti, approfondimenti<\/b><\/p>\n Un’introduzione divulgativa alla teoria della relativita’ ristretta si puo’ trovare Anche Einstein ha scritto un libro divulgativo sulla sua teoria:<\/p>\n “La relativita’: esposizione divulgativa” di A. Einstein, casa editrice Boringhieri<\/p>\n
\n
\nsostituito i principi della meccanica classica, enunciati da Newton.
\n
\nLe previsioni piu’ semplici della meccanica classica trovano riscontro nel
\n
\nnostro senso comune. Se ad esempio due corpi si muovono con velocita’
\n
\nv<\/i> uno verso l’altro, la meccanica classica prevede che un osservatore
\n
\nposto sul primo corpo, veda l’altro muoversi con velocita’ 2v<\/i>, e viceversa.
\n
\nQuesto è un risultato in accordo con la nostra esperienza di tutti giorni.
\n
\nLa relativita’ ha portato alla definizione di principi estranei alla fisica classica,
\n
\ne pertanto i suoi risultati sono spesso in eclatante contraddizione con
\n
\nl’esperienza quotidiana.
\n
\nUtilizzando la relativita’ ristretta*<\/sup> nel caso citato di due corpi con
\n
\nvelocita’ v<\/i> (misurata nel nostro<\/i> sistema di riferimento), l’osservatore
\n
\nposto sul primo corpo (si dice: a riposo nel sistema di riferimento solidale al
\n
\nprimo corpo<\/i>), vede il secondo corpo muoversi con velocita’:<\/p>\n
\n
\nc<\/i> si ottiene<\/p>\n
\n
\nlimite per v<\/i> molto minore di c<\/i>.
\n
\nCosa succede se la velocita’ v<\/i> si avvicina a c<\/i>?
\n
\nL’osservatore vede il secondo corpo muoversi con velocita’ c<\/i>, e non
\n
\n2c<\/i>, come ci si attenderebbe dalla meccanica classica.<\/p>\n
\n
\nluce, si consideri l’energia del corpo. Per portare un corpo ad avere una certa
\n
\nvelocita’ bisogna spendere energia. In meccanica classica questa energia va
\n
\na finire tutta in energia cinetica secondo la formula
\n
\nEcin<\/sub>=1\/2 mv2<\/sup>;
\n
\nma nella relativita’ ristretta l’espressione che lega energia fornita e velocita’
\n
\nacquistata e’:<\/p>\n
\n
\nacquistata da un corpo, calcolati secondo questa formula:<\/p>\n
\n
\n (frazione di c<\/i>) (frazione di massa a riposo mc<\/i>2<\/sup>)<\/p>\n
\n
\n\t 0.25000\t\t\t 0.033
\n
\n\t 0.50000\t\t\t 0.155
\n
\n\t 0.75000\t\t\t 0.512
\n
\n\t 0.90000\t\t\t 1.29
\n
\n\t 0.95000\t\t\t 2.2
\n
\n\t 0.98000\t\t\t 4.0
\n
\n\t 0.99000\t\t 6.1
\n
\n\t 0.99900\t\t 21.4
\n
\n\t 0.99990\t\t 69.7
\n
\n\t 0.99999\t\t 222.6
\n
\n\t …\t\t\t …
\n
\n\t 1.0 (v=c<\/i>)\t infinita\t\t<\/p>\n
\n
\nsempre maggiore di energia, al limite infinita per avere v<\/i>=c<\/i>.
\n
\nQuindi non e’ possibile superare la velocita’ della luce.<\/p>\n
\n
\n*<\/sup> Nota<\/i>
\n
\nL’espressione scritta della velocita’ nel caso relativistico, e ogni altra
\n
\nespressione della meccanica relativistica, e’ conseguenza dei due principi
\n
\nfondamentali su cui si fonda la teoria della relativita’ generale:<\/p>\n
\n
\nNon esiste un sistema inerziale privilegiato.
\n
\n2. La velocita’ della luce e’ la stessa in tutti i sistemi di riferimento inerziali.<\/p>\n
\n
\nconseguenza della costanza della velocita’ della luce nel vuoto, stabilita per
\n
\nprincipio<\/i>.
\n
\nQuesti principi (come tali non dimostrabili dalla teoria stessa) possono (anzi
\n
\nDEVONO) essere sottoposti a verifica sperimentale. La verifica puo’ essere
\n
\ndiretta, o indiretta sulle previsioni della teoria che si basa su quei principi.<\/p>\n
\n
\nteoria della relativita’ generale.<\/p>\n
\n
\nesperimento condotto in un sistema di riferimento uniformemente accelerato
\n
\n(ovvero che si muove con accelerazione costante) e’ indistinguibile dallo
\n
\nstesso esperimento condotto in un sistema di riferimento non<\/i> accelerato
\n
\nposto in un campo gravitazionale.<\/p>\n
\n
\ngravitazionale puo’ essere descritto in maniera del tutto equivalente
\n
\npensando al moto del fotone in un sistema di riferimento in moto
\n
\nuniformemente accelerato. Se un corpo si muove di moto rettilineo, in un tale
\n
\nsistema di riferimento accelerato il moto del corpo apparira’ curvato. <\/p>\n
\n
\nlateralmente ad un automobile. Se l’auto e’ ferma (sistema di riferimento in
\n
\nquiete) queste appariranno rettilinee e dirette verso il basso. Se si muove con
\n
\nvelocita’ costante (sistema di riferimento in moto uniforme), allora le tracce
\n
\nsaranno sempre rettilinee ma inclinate. Infine se la macchina accelera, ad es.
\n
\nin partenza o durante una frenata (sistema di riferimento in moto
\n
\nuniformemente accelerato), allora si vedranno le tracce curvarsi. <\/p>\n
\n
\nelevata di quella della pioggia. Per osservarlo e’ necessario muoversi con
\n
\naccelerazioni estremamente elevate, ovvero, in base al principio di
\n
\nequivalenza, sotto campi gravitazionali intensi.
\n
\nLa deflessione osservata della luce delle stelle prossime al Sole e’ di soli
\n
\n1.75 secondi d’arco. <\/p>\n
\n
\nsu:
\n
\nwww.geocities.com\/CapeCanaveral\/Lab\/2155\/relativita.html <\/a><\/p>\n