L'alieno in bicicletta ... E' relativo! ;)

[DarknessLight]

Premessa: sarò il più rigoroso possibile (a costo di essere pedante) ma è per rendere chiaro a tutti il ragionamento.
Spiegherò il tutto attraverso le immagini che le trovo più efficaci dei numeri.


Allora, la dilatazione temporale che subisce l alieno muovendosi permette al più di spiegare il perché lui percepisca il nostro passato. Ma in ogni caso NON è questa la spiegazione del perchè "se l'alieno si allontana l'angolo è verso il passato, e se si avvicina è verso il futuro".
La spiegazione va invece ricercata negli stessi allontanamento e avvicinamento. Quindi in realtà la dilatazione temporale in questo caso è un fenomeno marginale!

Spiego utilizzando i classici schemini dello spazio-tempo di Minkowski.

1) Poniamo in ordinata lo spazio (S) e in ascissa il tempo (T)

2) Un oggetto fermo (A) si muove SOLO lungo l asse temporale T (cioè si muove solo nel tempo), ed è rappresentabile come in figura con una linea retta che va verso il futuro (verso destra).
Mentre un oggetto in movimento (B) si muove sia lungo lo spazio S, sia lungo il tempo T, ed è rappresentabile come in figura con una diagonale che va verso il futuro (nella figura l oggetto B si allontana dall oggetto A) 20151211_235836.jpg

3) Possiamo così disegnare i classici coni di luce che rappresentano l informazione elettromagnetica che abbandona l oggetto alla velocità della luce 20151212_000108.jpg verso destra c'è l infinito futuro, mentre verso sinistra il remoto passato.

4) Ora spieghiamo il filmato. La terra è rappresentata dal punto T, l alieno è rappresentato dal punto A.
Essi coesistono nello stesso istante t1 (in rosa) 20151212_000258.jpg

5) Poniamo il caso in cui sia l alieno A, sia la terra T siano fermi e si muovano solo nel tempo (lungo T).
L informazione elettromagnetica che abbandona la terra (linea spessa in blu) raggiunge l alieno A nel tempo t2 (in rosa) 20151212_000618.jpg



(tralasciate le anteprime allegate che volevo eliminarle)

[DarknessLight]

6) Poniamo ora il caso in cui l alieno A si allontana dalla terra T. Nell istante t2 avremo 20151212_001533.jpg

7) In questo caso, l informazione elettromagnetica che lascia la terra NON riesce a raggiungere l alieno nel tempo t2. Va invece a incidere nel punto segnato dalla X rossa 20151212_001735.jpg Questo perchè l alieno si allontana.

8) Mentre invece a raggiungere l alieno nel tempo t2 sarà l informazione che proviene DAL REMOTO PASSATO della terra (remoto passato rispetto a t1, indicato con tp in rosa).
Perciò l alieno nel tempo t2 percepisce il remoto passato della terra RISPETTO alla partenza t1! 20151212_001930.jpg

9) Analogamente, se l alieno si avvicina alla terra, l informazione elettromagnetica lo raggiungerà molto prima del tempo t2 (segnato dalla X in rosso). Mentre nel tempo t2 l alieno riceverà l informazione che proviene DAL LONTANO FUTURO della terra rispetto al punto di partenza t1.
Perciò l alieno in questo caso, nel tempo t2 percepisce il lontano futuro della terra RISPETTO alla partenza t1! 20151212_002400.jpg

[DarknessLight]

Se (e dico SE) è corretta la spiegazione che ho fornito, allora devo dire che il concetto è parecchio banale e che il documentario serve solo a confondere gravemente le idee.

[Gaetano M.]

Mi rileggo tutto e, appena ho tempo, mi riguardo il filmato. Gratitudine e caffè meritati!
Piccolo appunto. Dovevi proprio scambiare gli assi canonici

[Enrico Corsaro]

Bel lavoro Dark, molto ben fatti gli schemi e apprezzo che tu ci dedichi tutto questo tempo per capire il problema e provare a rispiegarlo a tutti. In un certo senso hai intuito il discorso e quindi sono contento di questo. Come dice Gaetano, tipicamente gli assi vanno presi invertiti e gli assi canonici sono in realtà il tempo moltiplicato la velocità della luce (ct), e lo spazio. Altro consiglio: i punti A e T al tempo t2, vengono marcati con apice, A' e T', per distinguerli dai primi, poichè sono eventi differenti sia nello spazio che nel tempo.

Adesso però devo correggerti su un aspetto importante, altrimenti con tutto ciò che hai detto siamo praticamente ritornati alla relatività Galileiana, ed il povero Einstein si rivolterebbe nella tomba .

Nei tuoi schemi hai assunto che sia solo l'avvicinamento e l'allontanamento a produrre l'effetto, e questo è in accordo con quanto inizialmente si pensava della relatività, cioè che nè il tempo nè lo spazio venissero modificati, se non per traslazione di coordinata nel caso dello spazio. Così come hai posto il problema, è effettivamente semplice e ti do ragione. Per approssimazione a basse velocità e piccole distanze tra i due soggetti è effettivamente così. In realtà però devi comunque considerare l'effetto relativistico dovuto al moto dell'alieno, che se le distanze sono grandi può diventare molto importante anche se la velocità dell'alieno è piccola (un aspetto puntualizzato nel video documentario). Su questo infatti ho cercato di basare tutto il mio discorso. Non è un problema semplice, lo ribadisco, e se te lo dico penso ti puoi fidare no? Non sto mica qui a perdere tempo dicendo fesserie, anche se certamente posso sbagliare anche io a spiegare qualcosa o magari a non esprimermi nel modo giusto per farmi capire.

Questo a seguire è un esempio di come si visualizza una trasformazione di Lorentz in uno spazio canonico. In blu il sistema di riferimento fermo (Terra) ed in rosso quello in movimento ad una certa velocità (alieno).

244417_f520.jpg
Per capire bene la simultaneità degli eventi per terrestre ed alieno dobbiamo quindi graficare il problema su uno spazio di questo tipo, con i due riferimenti sovrapposti, e stando attenti a come gli eventi vengono collegati nello spazio e nel tempo. Lo spazio percorso dall'alieno sarà per l'alieno differente da quello che noi gli vediamo compiere, e allo stesso modo anche il tempo trascorso in quel frangente. Ed ecco perchè le cose si complicano. Dovresti dunque lavorare sulle linee di simultaneità sia per il terrestre che per l'alieno, le quali di base non coincidono più poichè l'alieno è in movimento.
La complicazione ulteriore deriva dalla distanza tra i due soggetti. Nell'immagine che ti ho allegato i due sistemi di riferimento hanno la stessa origine. Nell'esempio del documentario invece essi sono sfasati, cioè il sistema in rosso ha una origine nello spazio che è differente da quella del sistema in blu, ovvero sarebbe spostato verso destra lungo l'asse delle x in questo caso. Quindi occhio, entrambi gli effetti giocano un ruolo importante.

[Enrico Corsaro]

Aggiungo un'altra considerazione importante che ho dimenticato di scrivere.
Nel caso dell'allontanamento, l'orientamento del sistema di riferimento in rosso è come nel grafico che ho allegato. Nel caso dell'avvicinamento invece, l'orientamento si inverte, quindi l'inclinazione va presa verso sinistra. A tutto questo dobbiamo aggiungere, come avevo già detto, che il sistema in rosso ha una origine traslata rispetto a quello in blu.

In parole povere, penso sia meglio ragionarci con qualche numero alla mano che facendo tutti i disegni, che a questo livello diventano piuttosto complessi. Ho preferito la prima strada proprio per questo. Se comunque può aiutare, si può provare lo stesso a disegnare il problema, purchè lo si faccia seguendo la rappresentazione corretta.

[Red Hanuman]

Bello seguirvi... Sembra quasi una puntata di Superquark!

[Gaetano M.]

Potrebbe essere utile chiarire cosa mi aveva tratto in inganno. La fetta di spazio tempo che nel video taglia inizialmente è perpendicolare come se noi e l'alieno fossimo contemporanei e in qualche maniera potessimo comunicare. In relatà l'alieno che noi vedremmo è dieci miliardi di anni nel passato e l'alieno che vedrebbe noi è dieci miliardi di anni nel futuro. Se sono giuste queste considerazioni sono sulla strada per capire

[Enrico Corsaro]

Purtroppo ti do ragione, quei tagli possono trarre in inganno, perchè uno è indotto a pensare che io vedo l'alieno e l'alieno vede me istantaneamente allo stesso tempo. Questo non avviene per via della distanza, però, il mio adesso, se siamo fermi l'uno rispetto al'altro, è anche il suo adesso, anche se non possiamo vederci direttamente in modo istantaneo. Quindi i tagli sono da intendere virtuali, cioè come linee che idealmente collegano eventi che avvengono simultaneamente, e non come linee di un segnale luminoso che si propaga. Di fatto ogni taglio è una fetta temporale ben precisa.

Il tempo che ci vuole a comunicare con un segnale luminoso per via della grande distanza è invece qualcosa di separato da questo discorso, quindi le due cose non vanno confuse. Questo tempo però incide sulla entità dello sfasamento temporale nel momento in cui l'alieno si muove rispetto a noi.

[DarknessLight]

Il fatto è che non esiste una percezione istantanea tra due fenomeni nell universo. Tutto è mediato dalla velocità c.