lunedì 12 aprile 2010

paradosso dei gemelli...

Consideriamo un'astronave che parta dalla Terra nell'anno 3000; che mantenendo una velocità costante v raggiunga la stella Wolf 359, distante 8 anni luce dal nostro pianeta; e che appena arrivata, inverta la rotta e ritorni sulla Terra, sempre a velocità v. Di una coppia di fratelli gemelli, l'uno salga sull'astronave, mentre l'altro rimanga a Terra.

Volutamente, nei calcoli trascuriamo per semplicità l'accelerazione e la decelerazione della navetta, anche se, per portarsi a velocità relativistiche in tempi brevi, occorrerebbero accelerazioni insostenibili per l'uomo e per la nave.

Supponiamo che v sia di 240.000 km/s, cioè v = 0.8 c. Per questa velocità si ha:

1/\gamma = \sqrt{1- \frac {v^2}{c^2}} =  0.6

per cui, secondo la teoria della relatività ristretta, nel sistema in movimento il tempo scorre al 60% del tempo nel sistema in quiete. Quindi:

  • Nel sistema di riferimento della Terra, l'astronave percorre 8 anni luce in 10 anni nel viaggio di andata, e ne impiega altrettanti nel viaggio di ritorno: essa quindi ritorna sulla Terra nel 3020. Sull'astronave, però, il tempo scorre al 60% del tempo della Terra, quindi secondo l'orologio dell'astronauta il viaggio dura 6 anni per l'andata e altrettanti per il ritorno: all'arrivo, quindi, il calendario dell'astronave segna l'anno 3012. Il fratello rimasto sulla Terra è perciò, dopo il viaggio, di otto anni più vecchio del suo gemello.
  • Nel sistema di riferimento dell'astronave, per effetto della contrazione relativistica delle lunghezze, la distanza fra la Terra e Wolf 359 si accorcia al 60%, cioè a 4.8 anni luce: alla velocità di 0.8 c, si impiegano quindi, secondo l'orologio dell'astronave, 6 anni per l'andata e 6 per il ritorno, coerentemente con quanto calcolato nel sistema di riferimento della Terra. Ma, poiché in questo sistema di riferimento è la Terra a muoversi, è il suo orologio che va al 60% del tempo dell'astronave: quando l'astronave fa ritorno, sulla Terra sono trascorsi solo 7.2 anni, perciò non è l'anno 3020, ma il 3007, ed è il fratello a bordo dell'astronave ad essere di 4.8 anni più vecchio.

domenica 11 aprile 2010

maxi scontri a super energia



L’acceleratore di particelle Lhc batte un nuovo record. E apre «una nuova era della fisica», come ha spiegato Rolf Hewer, direttore generale del Cern di Ginevra. Oggi alle 13 sono state registrate le prime collisioni tra i fasci di protoni all’energia record di 7 Tev (7 mila miliardi di elettronvolt). Un’energia 3,5 volte maggiore di quella finora raggiunta da quello che, fino all’entrata in funzione dell’Lhc, era l’acceleratore più potente del mondo, il Tevatron del Fermilab di Chicago.
na nuova era
Che cosa significa tutto questo per la fisica moderna? Tantissimo. Quando i protoni si scontrano ad alte energie (e per l’anno prossimo sono previste collisioni a 14 Tev, il doppio dell’energia odierna) si creano particelle elementari e stati della materia simili a quelli presenti durante il Big bang. Più l’energia è alta, maggiori informazioni sulla materia si riescono a raccogliere. In particolare si riescono a raccogliere dati e informazioni sulle particelle con massa elevata. E si riescono a “vedere” e analizzare raggi gamma, bosoni e altre tracce e prove dell’esistenza del bosone di Higgs.
I due fasci di protoni avevano iniziato a circolare nel tunnel sotterraneo di 27 chilometri raffreddato a meno 271 gradi. Ma prima il malfunzionamento di uno dei 9600 magneti incaricati di accelerare e guidare il tragitto delle particelle, poi un'interferenza elettrica tra il Super Proton Synchrotron (SPS), l'iniettore più grande di Lhc(7 km di corconferenza) e l'Lhc stesso, che ha fatto partire il sistema di protezione dei magneti, ha bloccato il fascio.
Dopo ore di febbrile lavoro, i due “treni” di particelle hanno però ricominciato a correre stabilmente lungo il tunnel, uno in senso orario e l'altro in senso antiorario, a una velocità pari al 99,99999999999% di quella della luce. Quando i fasci erano sufficientemente stabili, gli scienziati del Cern li hanno orientati fino a farli scontrare.

Sei un pazzo! Oppure no..........

In passato per provare la pazzia di una persona veniva usato il seguente metodo:
si prendevano due recipienti: uno pieno d’acqua ed uno vuoto, si richiedeva “all’esaminato” di prendere un secchio ( senza fondo) e si chiedeva di spostare l’acqua da un recipiente all’altro.
Il pazzo (come tutti credono) era colui che credeva di spostare l’acqua. Ragioniamoci su.
Se prendiamo il secchio senza fondo e lo immergiamo nell’acqua, questo comunque prende delle gocce d’acqua e le porta nell’altro recipiente, ora se l’algoritmo viene ripetuto un numero (grandissimo) finito di volte l’esaminato riesce comunque a portare l’acqua da un recipiente all’altro e quindi dimostra di non essere pazzo, ma soltanto di vedere il mondo in modo diverso.

Immortalità?????

Sappiamo che tutti gli esseri viventi muoiono, quindi la vita implica l’esistenza della morte e la non morte implica la non vita. L’immortalità è la non morte pertanto la sua esistenza implicherebbe la non vita il che è un assurdo.

Il bicchiere è sempre mezzo pieno

Dimostrazione: B = P oppure B = V
P = pieno, V = vuoto
Quindi B = 1/2P + 1/2P oppure B = 1/2V + 1/2V
Ora supponiamo il bicchiere mezzo pieno, si ha:
B = 1/2P + 1/2V = ½(P + V) = 1/2P perché P+V=P
Fatto questo supponiamo il bicchiere mezzo vuoto, si ha:
B = 1/2V + 1/2P = ½(V + P) = 1/2P
Pertanto il bicchiere è sempre mezzo pieno.

domenica 4 aprile 2010

Tunnel spazio temporale (Wormhole)

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Detto anche wormhole il ponte (spazio temporale) di Einstein-Rosen, è una caratteristica topologica prettamente speculativa dello spaziotempo che rappresenta appunto una sorta di scorciatoia "spaziale" che permette di percorrere tramite questa scorciatoia, quello che la luce avrebbe percorso normalmente nello spazio in un tempo maggiore.
Il wormhole viene spesso detto tunnel gravitazionale, mettendo in rilievo la dimensione gravitazionale strettamente interconnessa alle altre due dimensioni: spazio e tempo. La singolarità[1] gravitazionale(un punto nello spazio che rappresenta una discontinuità), forma quanto meno due estremità, connesse tramite un cunicolo o un doppio imbuto [2], potendo così la materia stessa essere trasportata da un punto all'altro dello spazio senza percorrere la "strada convenzionale"[3].
Si immagini che l'universo sia una mela, e che un verme viaggi sulla sua superficie. La distanza tra due punti opposti della mela è pari a metà della sua circonferenza se il verme resta sulla superficie della mela, ma se invece esso si scava un foro direttamente attraverso la mela la distanza che deve percorrere per raggiungere quel determinato punto diventa inferiore. Il foro attraverso la mela rappresenta il cunicolo spazio-temporale. Un tunnel gravitazionale dovrebbe poter connettere punti distanti nell'universo a causa delle deformazioni spaziotemporali, permettendo così di viaggiare fra loro in minor tempo rispetto ad un viaggio attraverso lo spazio normale.