Albert Einstein, la relativit e lo spazio tempoStefano CovinoINAF / Osservatorio Astronomico di BreraVenerd 3 novembre 2006

Albert Einstein, in breveNasce il 14 Marzo 1879 a Ulm, Wrttemberg, GermaniaFiglio di un piccolo industriale, segue studi regolari in Germania fino a circa 15 anni.Quindi la famiglia si traferisce in Italia ed il giovane Einstein viene mandato in Svizzera.Si diploma nel 1900, e quindi diviene cittadino svizzero.Lavora allufficio federale dei brevetti di Berna.Si sposa nel 1902 con Mileva Maritsch, dalla quale ebbe due figli.

Albert Einstein, in breveNel 1905, pubblica alcuni lavori fondamentali sulla teoria quantistica delleffetto fotolettrico e sulla teoria della relativit ristretta.Ottiene anche unincarico allUniversit di Zurigo.Fra il 1905 ed il 1907 pubblica anche studi sui moti browniani e sulla la teoria quantistica del calore specifico.Nel 1910 si trasferisce a Praga e nel 1912 torna sempre a Zurigo. Si separa da Mileva nel 1914 quando si traferisce a Berlino.A Berlino rimane circa ventanni e sposa la cugina Elsa.

Albert Einstein, in breveNel 1911 predice la deflessione dei raggi di luce nel passaggio vicino al Sole.Nel 1915 interpreta correttamente alcune irregolarit nel moto di Mercurio.Pubblica nel 1916 la teoria della relativit generale.Vince nel 1921 il premio Nobel per i suoi studi delleffetto fotoelettrico.A causa delle persecuzioni razziali naziste lasci la Germania nel 1932 andando prima in Belgio e poi negli Stati Uniti.Nel 1940 assunse la cittadinanza americana.Muore il 18 Aprile 1955 a Princeton, New Jersey, USA

Qualche immagine della famiglia Einstein

Indubbiamente per Einstein deve la sua grande fama ai lavori sulla cosiddetta Teoria della Relativit!Proviamo a capire di cosa si tratta!

Tutto nasce da un famoso esperimento di fisica, lesperimento di Michelson-Morley!Lo scopo era di identificare il movimento della Terra rispetto alletere

Nasce quindi un problema interpretativo: la velocit della luce non sembra comporsi con le altre velocitPer capire perch sia un problema dobbiamo fare un passo indietro a Galileo Galilei1564 - 1642

La relativit Galileiana!Le velocit si compongono vettorialmente. Come in autostrada

Aberrazione della LuceScoperta da Bradley nel 1725 attraverso osservazioni astronomiche

Alla velocit della luce, circa 300000 km/s, questo non accadeEinstein ipotizzo che non fosse appunto una peculiarit della luce, ma una propriet fondamentale di tutti i corpi in movimento.Nasce la teoria della relativit ristretta!

A questo punto le cose si complicano Se le velocit comparabili a quella della luce non si compongono secondo le regole della relativit Galileiana si hanno una serie di fenomeni estremamente esoticiIl tempo e lo spazio diventano interconnessi.Il tempo non pi assoluto nelluniverso.Nascono una serie di paradossi molto interessanti.E, per la verit, ampiamente confermati sperimentalmente

Veri e falsi paradossi

La simultaneit degli eventi relativa!

La forma degli oggetti in moto anche relativa!Gli oggetti si contraggono verso la direzione del moto.Affermazione che non ha mancato di incuriosire artisti come Dal

10% della velocit della luce86,5% della velocit della luce99% della velocit della luce99,9% della velocit della luce

100 anniConsideriamo due gemelli:Uno in un astronave ed uno a terra.Lastronave viaggia al 99.9% della velocit della luce per 100 anni vista dalla Terra.Il tempo sar trascorso in maniera differente!1 annoIl paradosso dei gemelli

La teoria della relativit speciale fu senza dubbio una grande rivoluzione concettualeMa nulla in confronto con la teoria della relativit generale!

Tutto nasce dallosservazione di un ascensore

Einstein quindi arriv a formulare una teoria generale che descrive i fenomeni gravitazionali come dovuti alla curvatura dello spazio-tempo!

Non fosse deflessa: non la vedremmoSoleTerra

La teoria della relativit generale oggi alla base della descrizione delluniverso e della dinamica di vari fenomeni come i buchi neri, le stelle di neutroni, ecc.

Le lenti gravitazionali

EuclideSpazio tridimensionale piattoMinkowskySpazio quadridimensionale piattoRiemannLobacewskyGaussSpazio tridimensionale curvoEinstein

Spazio quadridimensionale curvoRelativisti e cosmologi attuali9 o 10 dimensioni spaziali+1 temporale

E=mc2Questa equazione probabilmente la pi nota al grande pubblicoSignifica che massa ed energia sono equivalenti

Fonti:La relativit di Einstein, di Tullio ReggeDavide Veneziano, Liceo Scientifico Fermi, Arona (NO)Home page di Leiwen HuMultimedia Physics Studio