Domanda di R.R. agli esperti

[icsics]

Francamente non ho capito molto cosa vuoi dire.
Allora mettiamoci daccordo sul fatto che in R.G. il concetto di accelerazione viene sostituito da una struttura geometrica che comprende anche la gravita'. Tutte le accelerazioni in natura possono essere sostituite con la gravita' einsteniana.
Classico esempio:un palloncino sospeso all'interno di un autobus.Se il bus procede in linea retta senza accelerazioni nessun problema ma se curva allora il palloncino si ritrova attaccato alla parete del bus, si interpreta secondo la meccanica classica con la presenza di una forza fittizia.
Secondo la nuova impostazione relativistica il palloncino entra in un campo gravitazionale che lo porterebbe ad impattare la parete(il suolo) e quindi si troverebbe in uno spaziotempo curvo. Questa ottica ritengo essere l'aspetto piu' interessante di questa nuova geometria.

P.S. Non sono daccordo che la causa non faccia parte della fisica.
E' l'aspetto piu' interessante di questa disciplina retaggio solo pero' delle menti piu' eccelse.

[Albertus]

non possiamo essere d'accordo
il concetto di accelerazione non viene sostituito nella RG da una struttura geometrica
solo la gravità
considera un razzo in orbita intorno ad un buco nero
vuoi dire che l'accelerazione del razzo, non dipende anche dalla spinta dei motori ?
la RG integra e completa la meccanica newtoniana sostituendo, per cosi dire, lo scenario
mentre secondo newton il razzo si muove in uno spazio euclideo (piatto) sotto la spinta dei motori e della forza gravitazionale secondo Einstein il razzo è soggetto solo alla spinta dei motori ma si muove in uno spazio/tempo non euclideo (curvo)
la struttura spazio temporale è un costante universale uguale per tutti gli osservatori
l'impostazione Lagrangiana della meccanica non dipende dal sistema di riferimento

[Albertus]

ritorniamo alla domanda iniziale che è interessante anche se la spiegazione che ne da icisics è ,a mio giudizio, sbagliata:

Perchè un oggetto non sta fermo (cade) con accelerazione costante in un campo gravitazionale anche se non è soggetto a nessuna forza dato che la forza di gravità non esiste ?

per quanto ne ho capito io è una questione di metrica
un oggetto lontano dalla terra si trova in uno spazio all'incirca piatto
man mano che l'oggetto si avvicina alla terra viene a trovarsi in uno spazio sempre più, per cosi dire, "contratto" a causa della deformazione dello spazio provocato dalla massa della terra
lo si può visualizzare come una rete le cui maglie diventano sempre più strette tanto più è vicina ad una massa
questa variazione di "metrica" viene interpretata come una variazione di "velocità"
tutti i corpi subiscono quindi un accelerazione costante
in altre parole è un concetto strettamente imparentato con la supposta variazione di dimensione di un oggetto in moto previsto dalla relatività speciale
se l'oggetto si accorciasse veramente ,nel senso fisico del termine, allora andrebbe in frantumi
anche in questo caso si tratta di una questione di metrica

ci si potrebbe chiedere :
La velocità iniziale da cosa è provocata ?
secondo me la spiegazione si trova nella meccanica classica
La RG fornisce solo ( si fa per dire ) una spiegazione più accurata del campo gravitazionale....
per il resto...vedi Newton (o Lagrange o Laplace)

[icsics]

Vediamo se riusciamo a fare ulteriore chiarezza.
Se nell'esempio del bus fatto ci fossero due palloncini di massa differente sospesi a mezz'aria l'effetto dell'accelerazione
del bus stesso provocherebbe lo spostamento identico dei due palloncini ed e' abbastanza ovvio.
Se gli stessi li posiziono su un astronave in accelerazione accade la stessa cosa e per il principio di equivalenza lo stesso accade in un campo gravitazionale.....Allora per la proprieta' transitiva i due palloncini nel bus sono soggetti alle stesse regole del campo gravitazionale.
Quali sono queste regole nella trattazione R.G.?
E qui viene il difficile.
E' davvero necessaria l'accelerazione per far muovere i palloncini o possiamo sostituirla?
E qui ci risiamo con questo spazio tempo curvo.
La domanda sulla cui importanza siamo tutti daccordo e':Perche' i palloncini si trovano appoggiati sulla parete del bus?
Trasferiamo il tutto all'interno di un ascensore in caduta libera.Consideriamo i due sistemi di riferimento
1)interno
2)esterno
Il punto 1 e' quasi scontato al loro interno vige un sistema inerziale, chi e' dentro (in condizioni ideali che sappiamo quali siano) non si accorge di essere in moto caratteristica dei sistemi inerziali.
Ora la domandona: All'estero per essere coerenti dobbiamo dare un'interpretazione differente di accelerazione sostituendola con lo spazio tempo curvo.Cioe' e' questa nuova geometria la responsabile di quello che noi interpretiamo come accelerazione.
Quando una massa si trova in un campo gravitazionale deve attraversare una geodetica che non e' rettilinea ma da cosa e' dovuto l'innesco del "movimento"?O meglio il passaggio da un sistema inerziale (massa ferma) ad uno apparentemente non inerziale?
L'interpretazione classica e' che l'ascensore percorra in tempi uguali spazi sempre piu' ampi.
Ora invece ci troviamo nell'avvicinarci al suolo delta t sempre crescenti.
Per cui a ascensore fermo, in questo campo, esiste una differenza di potenziale spazio temporale tra la sua posizione e quella successiva
ed e' questa differenza che lo fa muovere gia' all'inizio, ma perche' lo vediamo accelerare'
Questo effetto e' dovuto ad una differente valutazione dello spazio tempo secondo la fisica classica, l'ascensore attraversa spazi piu' lunghi al passare dei delta t perche' questi risultano sempre piu' dilatati e quindi c'e'sempre "piu' tempo" all'interno del quale gli spazi percorsi si allungano e l'effetto finale e' proprio quello di osservare un'accelerazione.
Matematicamente e' la lagrangiana che ne descrive il comportamento esatto.
Questa e' la mia interpretazione.

[Albertus]

la domanda critica è in effetti :

cosa innesca il movimento ?
perche un corpo fermo immerso in un campo gravitazionale non rimane fermo dato che su esso non agisce nessuna forza ?

a mio avviso la spiegazione è per certi versi simile al concetto di equilibrio instabile della meccanica classica
la struttura dello spazio tempo non è isotropa, varia da punto a punto (le maglie della rete si restringono ) e il tempo rallenta avvicinandosi alla massa
in questo contesto non è possibile un equilibrio stabile

nello spazio profondo , in assenza di gravità un corpo fermo rimane fermo rispetto ad un osservatore esterno o in moto rettilineo uniforme

[icsics]

Non e' la struttura spazio temporale a cambiare e' solo il sistema di riferimento che scegliamo interno al razzo o esterno
che ci porta a deduzioni differenti.Es i sistemi inerziali sono equivalenti cioe' il concetto di spazio tempo (piatto) e' uguale per tutti
ma cambiando il sistema di riferimento le deduzioni cambiano e questo e' alla base della relativita'.
Comunque chi aveva qualche cosa da dire compreso il sottoscritto penso che lo abbia fatto io personalmente non ho altro da aggiungere per cui se non ci sono altri interventi significativi la chiuderei qui.
Un saluto al forum.

[Albertus]

a me queste argomenti non mi lasciano dormire (per lo meno adesso che sono in pensione prima avevo ben altri pensieri )

Su questo sito c'è gente che conosce veramente la fisica
Oltre a Red penso a mazzolatore o manzonis

commentate per favore la seguente situazione

un razzo orbita intorno ad un buco nero all'interno del razzo un membro dell'equipaggio lancia una palla

secondo Newton sul razzo agiscono due forze reali. la spinta dei motori e la gravità
sulla palla agisce solo la forza di gravità ma i membri dell'equipaggio devono aggiungere anche una forza fittizia
secondo Einstein c'è solo una forza reale, la spinta dei motori ma lo spazio /tempo è curvo
domandona :
come fanno gli osservatori esterni e i membri dell'equipaggio a calcolare il moto della palla ognuno secondo il proprio sistema di riferimento ?
# 1
il valore della curvatura spazio temporale è la stessa per entrambi
l'equipaggio deve aggiungere anche la forza fittizia
# 2
per entrambi gli osservatori sulla palla non agisce alcuna forza ne reale ne fittizia ma la curvatura spazio temporale è diversa

Detto questo
il famoso esperimento mentale dell'uomo in caduta libera all'interno dell'ascensore dovrebbe essere, secondo alcuni , esaustivo al fine di spiegare, la RG per lo meno a livello intuitivo
si omette però spesso un particolare dell'esperimento mentale che è invece fondamentale , senza il quale non ci sarebbe nessun motivo, a mio giudizio, per ipotizzare una curvatura dello spazio /tempo

per l'osservatore in caduta libera , che non sente la gravità, un raggio di luce si muove in linea retta
per un osservatore esterno , che sente la gravità , il raggio di luce descrive una linea curva

E' questa considerazione, insieme alla RR, che ha fatto scoccare la scintilla nella mente di Einstein portandolo concepire un spazio/tempo curvo nell'intorno di una massa

Riassumendo :

la nostra conoscenza del mondo esterno , vale a dire tutto quello che è misurabile e quindi oggetto di studio della fisica, deriva in ultima istanza dalle onde elettromagnetiche

- la meccanica classica non ingloba la luce nelle sue equazioni in quanto si dava per scontato che bastava tuttalpiù tener conto di un ritardo temporale tra il moto calcolato e il moto reale di un oggetto materiale
- la teoria della relatività speciale invece deve tener conto anche della velocitò della luce a causa del suo comportamento bizzarro non previsto
- la teoria della relatività generale è costretta a complicare ancora di più le cose dato che la velocità della luce non solo è una costante universale ma risente anche della presenza di masse come si evince dall'esperimento mentale dell'ascensore

[Red Hanuman]

Premesso che, se un razzo orbita intorno ad un BN, non ha bisogno di spinte dai motori, perchè essere in orbita vuol dire essere in uno stato di stabilità...

Qui continuiamo a parlare di oggetti e di cosa li spinge a muoversi in un campo gravitazionale. Dimentichiamo però che non solo gli oggetti massivi subiscono la gravità, ma anche oggetti non massivi, come la luce. Anzi, la prima dimostrazione della validità della RG è stata proprio l'osservazione della deviazione della luce da parte del Sole.

Quindi, cosa spinge a muoversi un corpo in un campo gravitazionale? La curvatura dello spazio - tempo e solo quella.

[Gaetano M.]

Il dubbio potrebbe venire dal fatto che la curvatura dello spazio tempo sembra non abbia una direzione, manca un "sopra e sotto" come pe la Forza Gravitazionale di Newton..

[Mulder]

Discussioni come questa ed altre di questi ultimi giorni, mi fan venir voglia di condividere una serie di ipotesi (o meglio, p***e mentali) che stanno accompagnando i miei sabato notte osservativi di queste ultime settimane. Tutto è partito dal pensare alla velocità della luce, sulla sua invalicabilitá, sul perché fotoni ed onde gravitazionali debbano essere accomunati alla stessa velocità, sui buchi neri che non permettono alla luce di lasciarli... E pensiero tira l'altro (o p***a tira l'altra ), mi son chiesto: e se C fosse l'espansione dell'universo, 300mila km, 1 secondo?
E da qui apriti o cielo, è stato tutto un susseguirsi di ipotesi più o meno assurde, ma che non riesco a farmi andare via quando si parla di relatività. Ipotesi anche filosofiche (anche se non volute), come ad esempio:
e se l'espansione dell'universo non fosse una cosa che è chissà dove là fuori nel cosmo, ma fosse il presente? A meno che di credere in profezie o destino, ogni ticchettio di orologio è un secondo in più che si crea propio davanti a noi, e se è così per il tempo deve esserlo per forza anche per lo spazio.
In fondo, che siamo in continuo movimento è assodato; basti pensare di essere seduti sul terrazzo, immobili ad osservar le stelle, ed immaginare il dolore all'osso sacro se ad un tratto la sedia dovesse svanire. E qui entra in gioco la massa, che funge come una specie di attrito su quella che è l'espansione dell'universo, o meglio, i 300mila km ed 1 secondo sono gli stessi ma su scale diverse in base alle masse in questione: 1:1 nello spazio vuoto, 1:0 presso l'orizzonte degli eventi dì un buco nero, dove la velocità di chi si trovasse in tale posizione sarebbe C.
Un'altra deduzione che ne è conseguita è appunto riguardante la velocità, dove ogni movimento artificiale è un voler muoversi a ritroso di quello che è il moto di espansione dell'universo. Cerco di spiegarmi: se dovessimo metterci fuori dalla terra e per 10 secondi spingerci alla "velocità della luce", secondo me vedremmo tutto fermarsi, o meglio l'immagine, il fotogramma di ciò che ci circonda sarebbe fermo vicino a noi, ma forse sarebbe proprio lo spazio ad esser fermo, e trascorsi i 10 secondi sarebbe la terra ad essere andata avanti nello spazio e nel tempo.
Scusate se ho esposto le mie idee da appassionato (per il quale le lettere nelle equazioni fungono come lo zucchero usato come lubrificante in un motore a scoppio) in modo spartano e molto riduttivo, cercando di tirar fuori in poche righe quelli che sono stati una marea di pensieri, però spero che chi mastica l'argomento abbia capito ciò che potrebbe essere un diverso punto di vista.