Il moto è relativo

Pianeta-sole-luna

La teoria della Relatività di Albert Einstein, che ha rivoluzionato la fisica, si basa su un’idea davvero molto elementare, ma al tempo stesso stupefacente, anche se a prima vista può non apparire tale. Essa afferma che “il moto assoluto non esiste”.
L’unico tipo di moto esistente è relativo (ecco perché si chiama teoria della Relatività). Vale però la pena di soffermarsi un attimo su questo punto. Immaginiamo che nell’intero Universo esistano un solo pianeta e un unico sole. Nessun altro pianeta, né stella, né Luna. Ci troviamo sul pianeta e possiamo vedere il Sole che si muove lentamente attraverso il cielo. Perché lo fa?

Il Sole è assolutamente immobile e il pianeta ruota sul suo asse.
Il pianeta è assolutamente immobile e il Sole gli gira attorno.

E’ possibile dimostrare quale delle due affermazioni è corretta?
No. Possiamo pensare che sia il pianeta a ruotare su se stesso o che il Sole gli giri intorno (o entrambe le cose contemporaneamente) e nessuno sarebbe in grado di dimostrare che ci sbagliamo. Anzi, in realtà, non avrebbe nemmeno senso porre la domanda, perché sarebbe un po’ come dire: “Sono io che sono più alto di te, o sei tu che sei più basso di me?”. Difficile accettare l’idea che, per quanto possiamo decidere che è il Sole a muoversi e non il pianeta, si tratterebbe comunque di una decisione assolutamente personale e non di un fatto provato. L’unica certezza è che il Sole cambia posizione nel cielo, dimostrando che si muove relativamente a noi.
Einstein però fu in grado di dimostrare che questo moto relativo è l’unico tipo di moto esistente. E’ abbastanza facile pensare che la Terra stia ferma e che la Luna, il Sole, tutte le stelle e le galassie al completo si muovano seguendo i loro complicati percorsi, ma ancora una volta si tratterebbe di un’ipotesi assolutamente personale, non di un fatto certo e neppure di un’affermazione falsa. Si tratta di una scelta che la maggior parte di noi fa continuamente; prendiamo per esempio, gli astronauti dell’Apollo. Mentre si trovavano sulla Luna, davano per certo che fosse la Terra a muoversi, mentre dopo erano altrettanto sicuri che a stare ferma fosse la Luna. La gente, infatti, sceglie sempre quello che pare più facile da sostenere.
Fine prima parte.

Sabrina

Informazioni su Sabrina Masiero

Ricercatore Astronomo (Tecnologo III livello) presso INAF-Osservatorio Astronomico di Palermo-Gal Hassin, Centro Internazionale delle Scienze Astronomiche di Isnello, Palermo. In precedenza: Borsista presso INAF-Osservatorio Astronomico di Padova e Fundaciòn Galileo Galilei, FGG-Telescopio Nazionale Galileo, La Palma, Isole Canarie.
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3 risposte a Il moto è relativo

  1. Giovanni dice:

    Ancora una volta, Sabrina, ci hai introdotto ad un argomento di estremo interesse e ad un fondamentale punto di svolta nella storia della Fisica. A volte trovo sorprendente come alla base delle teorie più complesse ci siano delle intuizioni in apparenza persino elementari. L'idea di Relatività, però, ha una storia tutta sua, che inizia ben prima di Einstein e su cui val la pena di riflettere. Il primo ad affrontare il problema fu Galileo Galilei, quando, definendo ciò che poteva essere considerato una legge fisica, affermava che essa doveva apparire invariata a chiunque la osservasse. Per questa ragione, gli studiosi che succedettero a Galilei, dovettero confrontarsi con l'importanza del loro punto di vista, o, come si direbbe in termini scientifici, del loro "sistema di riferimento", calcolando le leggi che permettono di predire come un fenomeno, osservato da una determinata posizione, appaia da un'altra postazione, magari in moto rispetto alla prima. Per i problemi affrontati dalla Fisica del tempo, tutto sembrava funzionare secondo i calcoli, fino a quando, nel sec. XIX non si iniziò a studiare la luce, la cui propagazione venne interpretata per la prima volta da Maxwell. Di qui ebbe inizio una sorta di incredibile palleggio. Ci si accorse, infatti, che le leggi enunciate da Maxwell, per quanto funzionali, non obbedivano alla Relatività Galileiana e cadevano cambiando il punto di vista. Un fisico-matematico di nome Lorentz svolse l'esercizio di calcolare quali leggi consentissero alle scoperte di Maxwell di avere una valenza generale e, pur approdando ad una soluzione, non riuscì a darne una spiegazione ed i suoi calcoli rimasero a disposizione di pochi, in forma privata. Fortuna volle che quei conti capitassero tra le mani di Einstein, che ne analizzò le proprietà. Einstein notò che secondo i risultati di Lorentz, doveva esistere una velocità massima per muoversi nello spazio e che essa era curiosamente simile al valore che degli avveniristici esperimenti attribuivano alla luce. Ma la cosa più meravigliosa dovette sembrargli il fatto che le leggi di Lorentz diventavano esattamente identiche a quelle di Galilei, qualora il moto coinvolgesse solo velocità molto inferiori. Era forse quella la chiave, dunque? La luce è speciale perché si propaga ad altissima velocità? In effetti tutto sembrava quadrare enunciando il principio di relatività in modo tale che "i fenomeni che osserviamo cambiano a seconda del nostro punto di vista e sono, cioè, relativi al nostro sistema di riferimento. Ma ogni osservatore, indipendentemente dal suo moto, vede la luce propagarsi alla stessa velocità." Era nata la Relatività Ristretta.

  2. Monica dice:

    Faccio i miei complimenti a Giovanni per la splendida spiegazione.

    Il nostro Universo è davvero speciale e … anche il nostro occhio che riesce a catturarne la bellezza. Essa emerge in modo spettacolare dalle parole di Giovanni.

  3. giusi pontillo dice:

    Nel cuore di Gennaio il flauto impazzisce

    Non sento più l’aria
    Entrarmi nei polmoni
    E il “flauto” di Gennaio
    Impazzisce.
    Non sento più il vento
    Fischiare alle finestre

    E l’orrido tempo
    Si consuma nel camino.
    Parlerei piuttosto
    Con il vento di Gennaio
    Che sentire il mio cuore battere
    Di mille sonagli ad un somaro
    E inonderei la mia stanza
    Di stelle scintillanti
    Dove lascerei librare
    La mia anima in fiamme
    Nell’orbita del Sole antico.