Dopo aver rigettato l’ipotesi di un sistema di riferimento assoluto, riscritto i principi della dinamica, c’era da scardinare ancora qualcosa prima di scalzare definitivamente Newton dal podio più alto della fisica: la sua teoria della gravità, ovvero la legge di gravitazione universale.

Giungiamo in questa puntata alla celebre equazione di Einstein.

I principi della dinamica godono della proprietà di essere invarianti nel passaggio tra i sistemi di riferimento inerziali per trasformazioni galileiane, mentre nel cambiamento di riferimento mediante trasformazioni di Lorentz ciò non è più valido e vanno pertanto individuati dei nuovi invarianti.

Le trasformazioni galileiane prevedono che la velocità di un oggetto in movimento si componga con la velocità dell’osservatore e che il tempo scorra allo stesso modo in ogni sistema di riferimento. Ma tali relazioni vanno modificate al fine di rispettare i principi di relatività di Einstein, e quindi affinché le leggi della fisica siano le stesse in tutti i sistemi inerziali.

A partire da postulati introdotti ad hoc per giustificare l’esito negativo dell’esperimento di Michelson e Morley, e applicando la pura deduzione e calcoli algebrici Einstein giunge ad alcuni risultati, come la dilatazione dei tempi o la contrazione delle lunghezze. È giusto chiedersi se questi fenomeni siano reali o solo astrazioni.

Illustreremo, mediante esperimenti mentali, i principali effetti che derivano dai postulati della relatività ristretta. Tali effetti sono trascurabili per velocità ordinarie ma diventano significative quando velocità in gioco sono comparabili con quelle della luce.

Ci chiediamo cosa si possa dire riguardo le osservazioni compiute da due osservatori che si trovano in sistemi di riferimento inerziali diversi, in moto l’uno rispetto all’altro

Alla base della teoria della relatività vi è la fondamentale scelta di abbandonare l’ipotesi di un tempo assoluto, implicita nelle trasformazioni galileiane. Ciò significa che se per un osservatore due eventi sono simultanei, un secondo osservatore potrebbe ritenere che gli stessi eventi avvengano in istanti differenti.