Luce e teoria della relatività

[Matteo]

Ciao a tutti!

L'esperimento mentale è di questo tipo: un treno viaggia ad una velocità prossima a quella della luce e io mi trovo sulla banchina della stazione. Quando il treno mi passa davanti un amico che si trova a bordo accende un puntatore laser nella stessa direzione in cui viaggia il treno. Come percepirò io da fermo questo episodio? Ovviamente non posso sommare la velocità della luce a quella del treno. E l'amico a bordo vedrà un normale fascio di luce?

[Red Hanuman]

Ciao a tutti!

L'esperimento mentale è di questo tipo: un treno viaggia ad una velocità prossima a quella della luce e io mi trovo sulla banchina della stazione. Quando il treno mi passa davanti un amico che si trova a bordo accende un puntatore laser nella stessa direzione in cui viaggia il treno. Come percepirò io da fermo questo episodio? Ovviamente non posso sommare la velocità della luce a quella del treno. E l'amico a bordo vedrà un normale fascio di luce?

Allora, vediamo se riusciamo ad arrivare a qualche cosa.
Il punto di partenza è il solito: per entrambi, la luce viaggerà alla solita velocità.
Quindi, il tuo amico sul treno non percepirebbe alcuna anomalia: il raggio di luce si muove per lui al solito modo.
Stesso e identico ragionamento vale per te.
Diverso è il caso se tu guardi il tuo amico o lui guarda te.
Tu vedresti il treno ed il tuo amico accorciarsi drasticamente nella direzione del moto (fino ad avere lunghezza pari a zero), e vedresti il tuo amico muoversi lentissimamente (o quasi per niente).
Ma, strano a dirsi, anche il tuo amico vedrebbe te e il mondo muoversi lentissimamente ed accorciarsi nella stessa direzione.
Chi ha ragione? Entrambi! Fintanto che manterrete un sistema di riferimento inerziale.....

[etruscastro]

Ciao a tutti!

L'esperimento mentale è di questo tipo: un treno viaggia ad una velocità prossima a quella della luce e io mi trovo sulla banchina della stazione. Quando il treno mi passa davanti un amico che si trova a bordo accende un puntatore laser nella stessa direzione in cui viaggia il treno. Come percepirò io da fermo questo episodio? Ovviamente non posso sommare la velocità della luce a quella del treno. E l'amico a bordo vedrà un normale fascio di luce?

è una variante del paradosso del treno di Einstein..... ne esistono di molteplici esempi

[Danilo]

Chi ha ragione? Entrambi! Fintanto che manterrete un sistema di riferimento inerziale.....

Il vero paradosso sta proprio qui...

[bertupg]

E l'amico a bordo vedrà un normale fascio di luce?

In aggiunta credo che la frequenza della luce laser che vedresti tu sarebbe molto più alta di quella percepita dal tuo amico, che è solidale con la fonte.
Se la velocità del suo treno è molto prossima a quella della luce, probabilmente non la percepiresti nemmeno nello spettro visibile, ma come raggi X o Gamma...
O sbaglio?

[bertupg]

e vedresti il tuo amico muoversi lentissimamente (o quasi per niente).

Questa non l'ho capita.
Se io sono fermo alla stazione e vedo l'amico con il suo treno muoversi lentissimamente... come faccio a dire che si muove alla velocità della luce?!?

Credo che la situazione non sia perfettamente simmetrica: io sono sempre stato fermo alla stazione mentre il mio amico ha dovuto salire sul treno che poi è partito ed ha accelerato fino alla sua velocità attuale.
LUI vedrà scorrere tutto lentamente, ma io lo dovrei vedere andare comunque velocissimo.
Altrimenti come distinguerei oggetti che effettivamente si muovono lentamente da altri che si muovono a velocità prossime a quelle della luce ma "sembrerebbero" muoversi lentamente?

[etruscastro]

Questa non l'ho capita.
Se io sono fermo alla stazione e vedo l'amico con il suo treno muoversi lentissimamente... come faccio a dire che si muove alla velocità della luce?!?

Credo che la situazione non sia perfettamente simmetrica: io sono sempre stato fermo alla stazione mentre il mio amico ha dovuto salire sul treno che poi è partito ed ha accelerato fino alla sua velocità attuale.
LUI vedrà scorrere tutto lentamente, ma io lo dovrei vedere andare comunque velocissimo.
Altrimenti come distinguerei oggetti che effettivamente si muovono lentamente da altri che si muovono a velocità prossime a quelle della luce ma "sembrerebbero" muoversi lentamente?

Tu vedresti il treno ed il tuo amico accorciarsi drasticamente nella direzione del moto (fino ad avere lunghezza pari a zero), e vedresti il tuo amico muoversi lentissimamente (o quasi per niente).

forse dovresti dare più peso a questa stessa frase di Red....

[Andrea I.]

Questa non l'ho capita.
Se io sono fermo alla stazione e vedo l'amico con il suo treno muoversi lentissimamente... come faccio a dire che si muove alla velocità della luce?!?

Credo che la situazione non sia perfettamente simmetrica: io sono sempre stato fermo alla stazione mentre il mio amico ha dovuto salire sul treno che poi è partito ed ha accelerato fino alla sua velocità attuale.
LUI vedrà scorrere tutto lentamente, ma io lo dovrei vedere andare comunque velocissimo.
Altrimenti come distinguerei oggetti che effettivamente si muovono lentamente da altri che si muovono a velocità prossime a quelle della luce ma "sembrerebbero" muoversi lentamente?

Non é l'amico che si muove (quasi)alla velocità della luce, é il treno(l'amico sul treno per quel che percepisce potrebbe anche essere fermo). Ed é meglio non introdurre l'accelerazione.....la cosa si complicherebbe parecchio. In pratica ognuno dei due amici si muove rispetto all'altro alla stessa velocità, da qui ai due risultano le stesse osservazioni.

[bertupg]

Tu vedresti il treno ed il tuo amico accorciarsi drasticamente nella direzione del moto (fino ad avere lunghezza pari a zero), e vedresti il tuo amico muoversi lentissimamente (o quasi per niente).

forse dovresti dare più peso a questa stessa frase di Red....

No, adesso ho capito: l'avevo solo interpretata male, pensando che per "muoversi" intendesse "rispetto a me", mentre in realtà si riferiva alla dilatazione dei tempi (ad esempio, io vedrei un suo battito di ciglia durare molto più del mio!)

Ma allora, forse anche l'altro mio post è sbagliato. Potrebbe essere che i vari effetti si "compensano" e la luce che vedo è identica a quella che vede l'amico?

[Matteo]

Ok vediamo se ho capito:

Per far si che allo spettatore fermo in stazione il raggio laser non risulti essere più veloce della luce stessa è lo spazio a contrarsi. La lunghezza del treno che solo io spettatore osservo è inversamente proporzionale alla sua velocità.