{"id":929,"date":"2013-08-02T16:50:55","date_gmt":"2013-08-02T15:50:55","guid":{"rendered":"http:\/\/rotaryclubmodena.it\/?p=929"},"modified":"2013-10-02T16:07:30","modified_gmt":"2013-10-02T15:07:30","slug":"929","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.rotarymodena.it\/?p=929","title":{"rendered":"A spasso per la relativit\u00e0"},"content":{"rendered":"

La serata si apre con gli annunci di servizio del presidente, che presenta la professoressa Grazia Ghermandi della Universit\u00e0 di Modena che questa sera \u00e8 ospite del club , e rimanda a dopo cena la presentazione dell\u2019 oratore.Come al solito, a cena conclusa il presidente ci fa una breve presentazione del relatore della serata, il professore emerito Rodolfo Cecchi;<\/p>\n

Come al solito, a cena conclusa il presidente ci fa una breve presentazione del relatore della serata, il professore emerito Rodolfo Cecchi; dopodich\u00e9\u00a0 gli cede la parola all\u2019oratore, che ci intrattiene con una dotta ma brillante relazione\u00a0 dal titolo \u201cA passeggio nella relativit\u00e0\u201d<\/p>\n

Il professor Cecchi inizia\u00a0 avvertendo l\u2019audience che la trattazione dell\u2019argomento richiederebbe l\u2019impiego di una matematica molto comple<\/p>\n

ssa, che tuttavia ci risparmier\u00e0, proponendoci solo alcune formule di algebra semplifica del tipo di quella che\u00a0 viene utilizzata a livello di liceo.Cecchi esordisce dicendoci che\u00a0 la grande idea di Einstein che lo port\u00f2 ad enunciare la teoria della relativit\u00e0 ristretta, era stata favorita da alcune scoperte scoperte dell\u2019 ultima mat\u00e0 del 19\u00b0 secolo e, come Planck ebbe modo di affermare, se non l\u2019avesse fatto Einstein nel 1905, la Relativit\u00e0 Speciale sarebbe stata comunque dimostrata entro 4-5 anni. Ma solo il suo grande genio avrebbe potuto intuire e proporre la teoria della Relativit\u00e0 Generale.<\/p>\n

Il principio di relativit\u00e0 era gi\u00e0 stato enunciato da Galileo\u00a0 nel 1632, con una affermazione che \u201cle equazioni fondamentali della meccanica (moti e loro cause) valgono immutate in tutti gli infiniti riferimenti inerziali\u201d; ci\u00f2 significa che, se eseguiamo un qualunque esperimento (di Meccanica) sia in un laboratorio \u201cinerziale\u201d che su un treno, in moto traslatorio uniforme rispetto al laboratorio, avremo sempre gli stessi risultati.<\/p>\n

Questa affermazione, pubblicata sull\u2019opera \u201cDialoghi sopra i due massimi sistemi del mondo\u201d siccome affermava che non esistono nell\u2019universo luoghi speciali, ma uno vale l\u2019altro, gli valse la messa all\u2019indice del libro stesso nel 1633. \u00a0Altro concetto enunciato da Galileo fu che non ha senso parlare di moto assoluto, ma solo di moto relativo rispetto al riferimento prescelto e che quindi non pu\u00f2 esistere un riferimento assoluto che definisca, solo lui, i concetti di quiete e di moto.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Per la relativit\u00e0 Galileiana tuttavia, confermata successivamente da Newton, le velocit\u00e0 di ciascun sistema inerziale si componevano linearmente, fino a raggiungere qualsiasi valore composto dalla loro somma. E qui sta la grande rivoluzione della relativit\u00e0 Einsteniana: la inequivocabile dimostrazione che la velocit\u00e0 della luce \u00e8, per quanto elevata, finita inficia la validit\u00e0 della relativit\u00e0di Galileo e di Newton.<\/p>\n

La relativit\u00e0 speciale, si pu\u00f2 dire, \u00e8 una conseguenza del fatto che l\u2019informazione si propaga ad una velocit\u00e0, quella della luce, che \u00e8 s\u00ec molto elevata (pari a circa 300.000 km al secondo) ma non infinita, come sostenuto da Newton. Questo fatto rende impossibile il concetto di simultaneit\u00e0 degli eventi e di conseguenza annulla il concetto di spazio e tempo assoluti, che sono i pilastri di tutta la meccanica newtoniana, ma impone che, dati due sistemi di riferimento in moto relativo uno rispetto all\u2019altro ad una\u00a0 velocit\u00e0 prossima a quella della luce, ognuno dei due veda lo spazio ed il tempo dell\u2019altro diverso rispetto al proprio.<\/p>\n

La relativit\u00e0 speciale (1905) dice che tra due riferimenti inerziali (come Galileo, cio\u00e8 in quiete o in moto uniforme tra di loro) la luce ha sempre la stessa velo<\/div>\n

cit\u00e0 C,\u00a0 per cui cade l\u2019unicit\u00e0 di tempo e spazio e la massa e l\u2019energia si equivalgono.I postulati della teoria della Relativit\u00e0 Speciale (ristretta) sono tre:il primo dice che le leggi della Fisica sono le stesse in tutti i sistemi di riferimento inerziali (Einstein conferma l\u2019intuizione di Galileo sia per la meccanica e la estende a tutta la fisica, elettromagnetismo compreso. Il secondo \u00e8 che la velocit\u00e0 della luce nel vuoto \u00e8 costante indipendentemente dal moto della sorgente che la emette (questo significa che le leggi della relativit\u00e0 di Galileo sono violate). Il terzo \u00e8 che la cause deve sempre precedere temporalmente l\u2019effetto , per cui nessun segnale o agente fisico che trasporti informazione, potr\u00e0 propagarsi a velocit\u00e0 superiori a quella della luce.Poich\u00e9 la velocit\u00e0 di un corpo in movimento \u00e8 data dal rapporto tra lo spazio percorso diviso per il tempo impiegato a percorrerlo, se tutte le coppie di osservatori inerziali in moto reciproco devono sempre misurare la stessa velocit\u00e0 C per la luce bisogner\u00e0 poter giocare sui valori degli spazi e dei tempi che ciascuno di loro misurer\u00e0 nei riferimenti dell\u2019altro.Il fenomeno diventa sempre pi\u00f9 evidente man mano che la velocit\u00e0 relativa si avvicina a quella della luce: la contrazione delle lunghezze e la dilatazione dei tempi del riferimento in moto visto dal sistema inerziale in quiete\u00a0 si modificano secondo il fattore di Lorentz: \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 L=L0\u221a1-v2<\/sup><\/span><\/span><\/sub>\/c2<\/sup><\/span><\/p>\n

\n

Se\u00a0 la velocit\u00e0 V del sistema in movimento \u00e8 molto minore\u00a0 di C,\u00a0 allora : \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 Dt = D t<\/em>O<\/em><\/sub>\u00a0\u00a0 \u00a0 <\/sub>\u00a0e \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0<\/sub>L = L<\/em>O<\/em> \u00a0 \u00a0<\/sub>per cui tornano validi i principi galileiani.<\/p>\n

Un altro principio che \u00e8 stato messo in crisi dalla relativit\u00e0 di Einstein \u00e8 la famosa legge di Newton che dice :<\/p>\n

F= m a<\/p>\n

che dice che se ad una corpo di massa m si applica una forza F, questi si muover\u00e0 con una accelerazione costante a, il ch\u00e8 equivale a dire che anche applicando una forza di valore limitato, basta aspettare una quantit\u00e0 di tempo sufficiente ed il corpo pu\u00f2 raggiungere qualsiasi valore di velocit\u00e0, linearmente con il tempo, fino a superare la velocit\u00e0 della luce.<\/p>\n

Invece, il principio della relativit\u00e0 prevede che all\u2019aumentare della velocit\u00e0, una parte crescente dell\u2019energia di moto di un corpo in movimento ( che secondo la legge di Newton vale Ec <\/sub>= 1\/2 m v2\u00a0<\/sup>) venga progressivamente trasferito in aumento della massa , per cui se un corpo di massa \u00a0m0<\/sub><\/span><\/strong>\u00a0a riposo\u00a0 (cio\u00e8 quando \u00e8 in quiete)\u00a0 si muove con una velocit\u00e0 v<\/strong>, la sua massa aumenta all\u2019aumentare di v<\/strong><\/span> non in modo lineare, ma secondo la relazione analoga a quella vista in precedenza per i tempi e le distanza, cio\u00e8 secondo la trasformazione di Lorentz. Non \u00e8 dunque possibile che un corpo di massa qualsiasi diversa da zero possa raggiungere la velocit\u00e0 della luce, perch\u00e9 sarebbe necessaria una energia infinita (solo i quanti\u00a0 di luce, cio\u00e8 i fotoni\u00a0 ed i gravitoni, essendo privi di massa si propagano a velocit\u00e0 C).<\/p>\n

Da questa constatazione con opportune trasformazioni algebriche si arriva alla famosissima equivalenza tra energia e massa:<\/p>\n

E = m c2<\/sup><\/p>\n

Che sancisce che\u00a0 m\u00a0 si pu\u00f2 tramutare in E, cos\u00ec come E si pu\u00f2 tramutare in\u00a0 m . Poich\u00e9 il quadrato della velocit\u00e0 della luce \u00e8\u00a0 un numero molto elevato ( pari circa a 90 seguito da quindici zeri) la conversione di una piccolissima quantit\u00e0 di massa pu\u00f2 generare una enorme quantit\u00e0 di energia (come dimostrato dall\u2019energia nucleare).<\/p>\n

\"\"<\/a>

Einstein<\/p><\/div>\n

La relativit\u00e0 ristretta, tuttavia, non tiene conto dell\u2019effetto dell\u2019attrazione gravitazionale, che impone moti a velocit\u00e0 non costanti\u00a0 ma accelerati.<\/p>\n

Per trovare una teoria che includesse anche la gravitazione, Einstein, utilizzando i suoi famosi \u201cesperimenti virtuali basati sul ragionamento e la logica, si rese conto che la legge di gravitazione universale di Newton, che prevede una azione istantanea tra due corpi, viola la Relativit\u00e0. Introducendo il principio di equivalenza, Einstein intu\u00ec che non esiste alcun modo per distinguere tra gli effetti di una accelerazione e quelli di una attrazione gravitazionale: essi sono del tutto equivalenti., per cui non esiste alcun esperimento in grado di distinguere un riferimento inerziale da uno non inerziale ma in caduta libera gravitazionale.<\/p>\n

Per Newton spazio e tempo erano due grandezze separate\u00a0 ed assolute: per Einstein invece le due entit\u00e0 sono inestricabilmente correlate in un insieme quadridimensionale denominato spazio tempo. Per Newton\u00a0 la gravit\u00e0 \u00e8 una forza, per cui il moto di un corpo celeste, che orbita intorno ad un altro pi\u00f9 pesante,\u00a0 avviene lungo linee curve in uno spazio piano e quindi euclideo: ad esempio, la terra si muove su orbita curva intorno al sole perch\u00e9 la forza di attrazione gravitazionale si compone con il suo moto naturale rettilineo e. Per Einstein, la gravit\u00e0 \u00e8 una curvatura, per cui lo stesso moto di prima \u00e8 avviene lungo linee \u201crette\u201d ma in uno spaziotempo\u00a0 curvo (non pi\u00f9 euclideo ma di tipo riemanniano: la massa del sole distorce la geometria dello spaziotempo per cui la terra, abbastanza vicina da percepire questa curvatura, si muove luingo un cammino il pi\u00f9 possibile rettilineo (descrivendo per\u00f2\u00a0 l\u2019equi-valente di una ellisse in uno spazio euclideo) in questo ambiente deformato.<\/p>\n

Queste sono, in breve e molto riassunte, le considerazioni che il professor Cecchi\u00a0 ci ha descritto, per introdurci questo argomento, tanto affascinante quanto complesso. Ci ha, naturalmente,\u00a0 anche illustrato una serie di\u00a0 verifiche sperimentali che furono fatte successivamente all\u2019enunciazione, da parte di Einstein, delle sue teorie e che, almeno fino ad ora hanno dimostrato la corrispondenza delle stesse con la realt\u00e0 fisica dell\u2019universo in cui viviamo,\u00a0 dalla spiegazione della precessione lenta del perielio dell\u2019orbita di Mercurio, alla deflessione esercitata dalla gravit\u00e0 del sole sulla luce (a causa della curvatura dello spaziotempo) ed alle lenti gravitazionali.<\/p>\n

Tra le verifiche sperimentali pi\u00f9 facili da intuire ci ha illustrato il fenomeno delle distorsioni sugli orologi di grandissima precisione installati sui satelliti del sistema di navigazione GPS che, per effetto della relativit\u00e0 speciale , cio\u00e8 per il fatto che viaggiano a circa 14.000 Km orari rispetto al suolo terrestre, ritardano di circa 7 microsecondi al giorno, mentre per la relativit\u00e0 generale, che tiene conto del fatto che il campo gravitazionale terrestre in orbita a 20.000 km dalla terra \u00e8 pi\u00f9 debole di quello al suolo, anticipano di 45 microsecondi ogni giorno.\u00a0 Queste piccole differenze, che naturalmente se non corrette si accumulerebbero, renderebbero il costosissimo ed ormai indispensabile\u00a0 sistema di navigazione inutilizzabile se non opportunamente corrette dal software di gestione del sistema.<\/p>\n

Il professore ha poi concluso la sua presentazione con una slide che mostrava una frase di Max Plank, grande scienziato tedesco a cui Einstein si \u00e8 fortemente ispirato, che dice : \u00a0La scienza non pu\u00f2 risolvere il mistero ultimo della natura, perch\u00e9 in ultima analisi noi stessi facciamo parte del mistero che cerchiamo di risolvere\u201d.<\/p>\n

Come \u00e8 naturale, alla fine della affascinante relazione, i presenti hanno rivolto numerose domande a cui il professore ha risposto con cortese puntualit\u00e0.<\/p>\n

Breve profilo\u00a0\u00a0 di Rodolfo Cecchi<\/em><\/h3>\n

Nato a Firenze il 24 gennaio del 1939, il Prof. Rodolfo Cecchi, conseguita la Maturit\u00e0 Classica, ha studiato Fisica presso l\u2019Universit\u00e0 di Pisa, materia nella quale si \u00e8 laureato con una tesi sperimentale in Fisica Nucleare (\u201cRicerca sulla diffusione elastica protone-protone ad alte energie e piccoli angoli mediante le emulsioni nucleari\u201d) presso il Protosincrotrone da 25 GeV del CERN di Ginevra, quale parte di un pi\u00f9 vasto esperimento condotto anche presso gli acceleratori di Berkeley (U.S.A.) e Dubna (U.R.S.S.) per valutare le sezioni d’urto dello scattering p+<\/sup>– p+<\/sup> in un particolare ambito di\u00a0 energie e di angoli di diffusione.<\/p>\n

Dai primi anni \u201860 ha svolto\u00a0 tutta la sua iniziale carriera accademica presso l\u2019Ateneo di Modena (poi di\u00a0 Modena e Reggio Emilia) dove, dopo un primo periodo di Borsista e di Assistente incaricato, \u00e8 divenuto prima Assistente di ruolo in Fisica presso la Facolt\u00e0 di Scienze matematiche, fisiche e naturali, poi Professore Incaricato\u00a0 di Fisica Sperimentale ed infine Professore Associato\u00a0 della stessa Facolt\u00e0.<\/p>\n

Professore Straordinario e poi Ordinario\u00a0 dal 1987 presso l\u2019Universit\u00e0 di Messina, \u00e8 rientrato a Modena nei primi anni \u201890 come Ordinario del Settore di Ingegneria Sanitaria Ambientale presso la Facolt\u00e0 di Ingegneria della nostra citt\u00e0. Nella parentesi accademica siciliana \u00e8 stato Direttore dell\u2019Istituto di Geografia ed Oceanografia.<\/p>\n

A Modena, invece, ha presieduto il Corso di Diploma universitario in Ingegneria Meccanica ed ha promosso l\u2019istituzione del Corso di Laurea in Ingegneria Ambientale, attivato con entrambi i primi due anni nell\u2019Anno Accademico 2001-2002, nonch\u00e8 del successivo Corso di Laurea magistrale in Ingegneria per la Sostenibilit\u00e0 dell\u2019Ambiente, dei quali \u00e8 stato Presidente e nel cui ambito tiene ancora l\u2019 insegnamento di Ingegneria Sanitaria Ambientale in qualit\u00e0 di Docente a Contratto.<\/p>\n

Nel periodo\u00a0 29 agosto 2003 – 31 ottobre 2008 \u00e8 stato nominato Prorettore per la sede di Modena dell\u2019Universit\u00e0 a rete di sedi di Modena e Reggio Emilia, con deleghe al Bilancio di Ateneo ed alla Sicurezza.<\/p>\n

I suoi interessi scientifici si sono inizialmente rivolti alla Fisica nucleare, della quale ha\u00a0 successivamente adattato le tecniche sperimentali agli studi ambientali, conseguendo in questo campo spiccate competenze,\u00a0 realizzando\u00a0 innovative metodiche di analisi delle concentrazioni di elementi in matrici ambientali (acqua, aria, ecc.) con l\u2019uso di acceleratori di particelle. Si \u00e8 inoltre interessato alle valutazioni di impatto ambientale ed allo studio della dispersione e diffusione di inquinanti, con particolare riguardo alla dinamica atmosferica del particolato\u00a0 ed all\u2019impiego delle rilevazioni ambientali mediante satelliti.<\/p>\n

Autore di oltre centottanta tra pubblicazioni scientifiche su riviste nazionali e internazionali (124)\u00a0 e comunicazioni a congressi, \u00e8 tuttora referee di riviste internazionali e componente di diverse societ\u00e0 scientifiche, nonch\u00e8 consulente presso il Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici per l\u2019impatto ambientale di nuove centrali termoelettriche.<\/p>\n

Docente di Fisica per il Corpo degli Ingegneri dell\u2019 Accademia Militare di Modena, presso la quale insegna\u00a0 da pi\u00f9 di quaranta anni accademici, ha in tale veste sempre collaborato per agevolare la stipula delle Convenzioni di Studio tra i vari attori militari ed universitari.<\/p>\n

In quiescenza dall\u201911 Dicembre 2009, il Ministro dell\u2019 Istruzione,dell\u2019 Universit\u00e0 e della Ricerca ha conferito\u00a0\u00a0 il 21 Luglio 2011 al Prof. Rodolfo Cecchi il titolo di Professore Emerito.<\/p>\n

Dall\u20191 Novembre 2011 il Prof. Cecchi \u00e8 infine divenuto Socio\u00a0 Corrispondente della Accademia Nazionale di Scienze Lettere ed Arti di Modena, per poi essere proposto quale Socio Effettivo nel Marzo 2013.<\/p>\n

E\u2019 rotariano del nostro club dal 2003.<\/p>\n

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