Orologi atomici e relativita' [era: Mi sa che sollevero' un vespaio]

Sono passati secoli da quando l’inquisizione romana tormentava “l’eretico” Galileo reo di sostenere la teoria copernicana … e certo oggi chi vuole proporre teorie diverse da quelle quasi universalmente accettate corre meno rischi di Galileo.

Ho trovato uno che fa proprio questo … e mette in dubbio niente di meno che la teoria della relativita’, dilatazione del tempo compresa, proponendo spiegazioni alternative e la sua personale teoria, home page : http://www.lafisica.info/index.html con un bell’astronauta in vista :smiley:

Mi ha molto colpito il capitolo sugli orologi atomici : http://www.lafisica.info/orologi_atomici.html nel quale illustra la convinzione dei fisici relativisti
“sull’assoluta precisione degli orologi atomici in qualsiasi situazione”
per cui
“se un orologio atomico non è in accordo con un altro orologio atomico sono sicuri che qui è il tempo a rallentare o ad accelerare a seconda della situazione”

poi fa la sua ipotesi :
"noi sappiamo che gli atomi possono essere influenzati di frequenza proprio dalla forza di gravità (dato che l’atomo ha una massa), allora perché ci dobbiamo stupire se un orologio su un satellite risente della mancanza di gravità ?
Perché dobbiamo imputare a questo fenomeno un ipotetico rallentamento del tempo ? "

Le mie conoscenze di fisica sono scarse e non mi consentono di contattare l’autore che a suo dire e’ interessato a conoscere opinioni, favorevoli o contrarie che siano … ma immagino che sul forum ci sia qualcuno piu’ ferrato …

Immaginate se questo eretico avesse ragione cosa potrebbero pensare i nostri discendenti fra qualche secolo riguardo alle credenze scientifiche del 21 secolo …
roba da trogloditi :stuck_out_tongue_winking_eye:

Sono a lavoro e non ho modo né tempo di guardare il sito in questione -cosa che mi riprometto di fare appena possibile- né d’altronde avrei le competenze per capirne più di te o valutarne la validità.

Quello che però vorrei sottolineare è un concetto generale: più di una volta ho sentito o letto accostamenti tra Galilei o persino Giordano Bruno e qualche pseudoscienziato paranoide dei giorni nostri, presunto baluardo contro l’establishment della comunità scientifica serva delle multinazionali, degli illuminati o dei rettiliani (fa ridere e piangere allo stesso tempo): stiamo attenti, perché il mondo è molto cambiato. Sicuramente esistono istituzioni retrograde, esiste la censura, esistono interessi etc., tuttavia quando sentiamo di un presunto genio incompreso tagliato fuori dal mondo e motivato a battersi contro il “sistema” per difendere le sue teorie esotiche, nel 99,9% dei casi è, perdonate il termine, un pirla. Il mondo scientifico moderno è, rispetto ai tempi di Galileo (!!!), molto più grande, articolato e regolamentato: le idee circolano, le intuizioni del singolo individuo geniale portano spesso a grandi scoperte figlie del lavoro di un team e dell’apporto di altri gruppi, figlie del dibattito, dei contributi di varie istituzioni…non c’è molto spazio né particolare necessità del genio solitario che elabora teorie rivoluzionarie da solo nel buio di un sottoscala…

Affermare che “il tempo reale non varia assolutamente” e che la spiegazione di quello che vediamo (differenza tra i ratei di emissione e ricezione di segnali in punti con potenziale gravitazionale differente) sta nel fatto che “sappiamo che gli atomi possono essere influenzati di frequenza proprio dalla forza di gravità” (non credo che “influenzati di frequenza” sia grammaticalmente corretto ma è comunque chiaro quello che intede dire il nostro) è esattamente la stessa cosa che dire che la superficie della Terra è piatta ma che se ci si muove verso i poli, i regoli che utilizziamo per misurare le distanze diventano via via più lunghi a causa dell’effetto di un campo particolare che dipende dalle coordinate geografiche.

Queste due spiegazioni hanno in comune il fatto di presupporre l’esistenza di una geometria “piatta” di base, che, comunque, è impossibile da misurare direttamente in quanto il comportamento degli strumenti di misura (orologi nel primo caso, regoli nel secondo) è modificato da fattori esterni imprescindibili.

Perché, dunque, preferire una versione all’altra? Perché è concettualmente più semplice ed elegante pensare che le distanze sulla terra siano correttamente misurate dai nostri regoli e che è la superficie della terra ad essere curva, così come è più semplice ed elegante pensare che gli orologi misurino correttamente gli intervalli timelike e sia la geometria dello spaziotempo ad essere curva.

Penso sia un fatto noto che, nelle teorie scientifiche, si preferisca applicare il famoso principio di Occam che recita: frustra fit per plura quod fieri potest per pauciora. Tra l’altro, scegliere la soluzione più “semplice” non è una mera questione estetica. Scegliere una determinata rappresentazione, piuttosto che un’altra più arzigogolata e piena di ipotesi ad hoc, spesso aiuta a porsi le domande corrette per progredire nello sviluppo della teoria stessa. Basti pensare all’influsso della rappresentazione eliocentrica nello sviluppo di una teoria dinamica dell’attrazione gravitazionale.

Ad ogni modo, come ha già ben detto blitzed, le idee circolano. Se il nostro tizio ha avuto qualche intuizione geniale, è difficile che vada persa.

Ci sono tali e tante dimostrazioni della validità della relativià generale che trovo divertente che ci sia ancora gente che si ostina a cercare di falsificarla. Che questi signori propongano esperimenti ove la loro teoria darebbe risultati differenti da quelle accettate. Solo così avanza la scienza, non certo per altre vie. Non siamo sicuri di nulla, anzi. Ma al momento la relatività generale è la teoria che meglio spiega i fenomeni che si svolgono nello spaziotempo; qualunque teoria concorrente deve produrre idee confrontabili e proporre il modo di verificarli. Tutto il resto è, con grande probabilità, fuffa.

L’articolo sugli orologi atomici è pieno di inesattezze. Per quel che ne so, un atomo emette e assorbe radiazione a ben definite lunghezze d’onda, quando è nel vuoto, in qiete rispetto al sistema di riferimento locale, e in un certo campo gravitazionale. Non c’è nulla di assoluto, nemmeno gli oscillatori atomici; ma due oscillatori in pari condizioni, in due laboratori distanti fra loro, rispetto al proprio sistema di riferimento inerziale oscilleranno alla stessa frequenza. E questo è quello che si verifica tutti i giorni con GPS, oscillatori sui satelliti nello spazio profondo e campioni atomici vari. Non esiste una cosa come il “tempo reale”, ma siccome digerire la relatività non è facilissimo, c’è ancora chi ci prova.

Non proprio, Galileo e’ stato perseguito perche’ scriveva mescolando le sue scoperte scientifiche con la teologia e la politica del Papa.

Segnalo questo libro, un buon resoconto giornalistico rigoroso dell’ossessione di uno scienziato – un vero scienziato, non l’illuso in buona fede di turno – di dimostrare, analizzando la telemetria del Pioneer 10, l’esistenza di un nuovo fenomeno che avrebbe contraddetto la relatività generale: The Pioneer Detectives: Did a distant spacecraft prove Einstein and Newton wrong?. Per chi riesce a capire i meccanismi della scienza (non tutti, temo), questo libro è un atto di umiltà nei confronti del lavoro e delle capacità degli scienziati, specialmente quelli che formulano – vere – teorie rivoluzionarie.

Tutte le teorie sono supportate da prove e da equazioni verificabili. Le sue dove sono?.

Il tizio crede ancora che con una buona riflessione filosofica si possa arrivare a qualsiasi risultato?

…che poi: a me sta storia dei tanti piccoli Galileo che lottano contro l’establishment mi sta proprio sulle beep.

Idea molto romantica ma ci dimentichiamo di un fatto, che farebbe rivoltare il buon Galileo nella tomba:

  1. Ai tempi si trattava di un individuo - che per quanto geniale non tirava fuori le sue teorie solo dai recessi del suo cervello, ma era figlio del suo tempo, in buona compagnia con altri personaggi altrettanto geniali, il concetto di “genio” a me va proprio di traverso - che utilizzando argomentazioni supportate da evidenze sperimentali cercava di sradicare convinzioni che invece non erano supportate da niente se non dall’ipse dixit.

  2. Proprio grazie a gente come Galileo, Newton, etc oggi le cose non stanno più così. L’establishment scientifico, se così si può chiamare, sviluppa le sue teorie utilizzando il metodo sperimentale e argomentazioni basate sui fatti e la replicabilità dei dati. Punto. Tutti questi moderni Galileo invece hanno queste bellissime teorie supportate dal niente o su fatti non riscontrabili e che spesso si inventano… L’analogia non funziona: oggi siamo di fronte a tanti piccoli “papi” che lottano contro un establishment fatto di tanti Galileo…

Questo non significa che periodicamente nasca una qualche teoria rivoluzionaria (…anche su questo termine ho delle riserve, ma vabbé…) che ridiscuta le conoscente acquisite in passato. Lo fa, però, attraverso studi seri, articoli scientifici supportati da dati sperimentali e fatti verificabili e raramente - anzi, mai - in laboratori solitari in cui il genio di turno ha l’intuizione rivoluzionaria.

:beer:
Matteo, infierisco cercando di semplificare ulteriormente ciò che tu hai molto ben spiegato:

Una formula tipo F=ma oppure e=mc2 funziona se applicata a mille mila esperimenti, dimostrata e si usa quotidianamente. Ci si accorge che in un determinato ambiente questa formula non funziona più… Si fanno ipotesi e si scopre che in quest altro ambiente funziona f=ma/2 per esempio si applica a mille mila esperimenti e va tutto bene. L’unica cosa accettabile da una comunità scientifica sperimentale sarà una nuova formula tipo F=ma/c dove c varrà 1 in determinati ambienti e varrà 2 sotto altre condizioni e magari 3 o e o c o quel che diavolo vuoi in altri ambienti punto fine, tutto il resto è fuffa se non avallato da esperimenti che ne provano la veridicità. Non basta dire io credo che sia così oppure “facciamo un ragionamento intuitivo” per semplificare e vediamo che…
Nella relatività come più banalmente nelle formule che governano un giroscopio o i cambi di orbita di intuitivo mi spiace ma non c’è più proprio nulla…

Acris, a mio parere non è poi tanto vero che cose come la relatività o le forze che agiscono su un giroscopio non siano intuitive. In fondo Einstein ha concepito le proprie leggi sulla base del puro ragionamento, era convinto della validità per il solo motivo che spiegavano in un solo colpo un mucchio di fenomeni apparentemente distinti, ed erano così belle che non potevano essere non vere. Di sicuro noi viviamo in un mondo newtoniano, non relativistico, per cui ci riesce difficile; ma studiando e applicando anche queste diventano intuitive.
A me non riesce difficile, ad esempio, abbandonare il concetto di tempo assoluto. Dove le cose diventano non intuitive (perchè in violento contrasto con a nostra esperienza) è nella meccanica quantistica. A questo proposito ho appena finito di leggere “La realtà non è come ci appare. La struttura elementare delle cose” di Carlo Rovelli, un fisico che si occupa di gravità quantistica a loop e spiega la propria visione del mondo. Molto bello, molto profondo, piaciuto un sacco.

Sul modo di procedere della scienza è da leggere anche “Particelle familiari. Le avventure della fisica e del bosone di Higgs, Con Pulce al seguito” di Marco Delmastro del CERN. Molto più leggero, straordinariamente chiaro, e alla portata di chiunque. Anche Marco discute di come procede la scienza, per ipotesi e verifiche. Ultraconsigliato, pochi euro su Kindle.

Il primo solo cartaceo, il secondo preso per kindle… Thanks

Correggimi se sbaglio, ma il buon Albert si prese il disturbo di supportare le sue teorie con ben più di qualche ragionamento discorsivo…il primum movens sarà anche stato il suo indubbio estro, ma di certo le sue pubblicazioni contenevano ben più di “intuizioni” suggestive o fantasiose…purtroppp, io credo, la facilità con cui sono reperibili le informazioni oggigiorno crea l’illusione, in alcuni, che certe materie siano trattate in modo esaustivo da fonti divulgative (peraltro utili ed apprezzabilissime) come Wikipedia, e che pertanto ogni branca della scienza sia alla portata di chiunque, senza l’intermediazione delle famigerate “lobby” (?) e soprattutto senza gli studi ed i sacrifici che invece occorrono.

Altrochè, come ho scritto sopra “spiegavano in un solo colpo un mucchio di fenomeni apparentemente distinti” e in modo non certo discorsivo; in particolare, la relatività generale spiega bene la precessione del perielio di Mercurio, e quando vide che i calcoli tornavano seppe di essere nel giusto.

Per il resto sono dannatamente d’accordo. Capire richiede molto sforzo.

Fra le tante quale potrebbe essere la piu’ la piu’ probante ?

Mi piacerebbe chiedere spiegazioni/muovere una critica all’autore del sito, ovviamente dopo essermi adeguatamente documentato, ho pensato al GPS che ad una prima ricerca sembra inoppugnabile, da wikipedia :

“Quando il primo satellite venne lanciato, alcuni ingegneri erano restii a credere alla previsione riguardo a una dilatazione notevole del tempo gravitazionale, così il primo satellite venne lanciato senza regolarne l’orologio, cosa che venne poi fatta nei satelliti successivi. Esso mostrava lo spostamento previsto di 38 microsecondi al giorno”

Lascia perdere, tempo perso.

Parole sante. Se quegli illusi capissero le obiezioni tecniche, capirebbero anche come funzionano il metodo e la comunità scientifica. E allora non ci sarebbe bisogno delle obiezioni tecniche.

Meglio incanalare in qualcosa di più produttivo la disponibilità e la capacità di divulgare.

Come ti dicevo sopra, chiedigli una dimostrazione matematica della veridicità delle sue affermazioni.
Io uso parlare di triangolo della scienza. Spiego per tutti.
Osservo un fenomeno naturale. Se posso lo misuro. Lo riproduco in un laboratorio, dove posso misurarlo con più comodo ed intanto cerco di estrapolarne una regola matematica. Trovata lal regola, torno in natura e vedo se funziona. Se funziona, ci sono. Ho scoperto una regola. Da qui il triangolo, natura, laboratorio, formula matematica.
Ovviamente la natura è complessa. Posso avere triangoli incompleti o posso completarli senza un vertice scoperto perché l’esperimento non può essere condotto, perché in natura il fenomeno non si verifica o perché la formula non funziona. Ma a questo occorre aggiungere che ogni vertice del triangolo si congiunge con i vvertici di altri triangoli che si "sostengono " vicendevolmente. Se ci fossero errori, crollerebbe un bel pezzo di struttura.
Gli scienziati sanno poi che ci sono dei triangoli con il cartello “lavori in corso”, che quindi sono suscettibili di modifiche e che alcuni dei loro vertici sono puramente ipotetici, ma lo sanno. Spesso questi triangoli si trovano ai margini della struttura e pertanto anche se sono fasulli non cambia nulla.
A questo punto è assai improbabile che ci sia un grossolano errore nella struttura già consolidata, perchè altrimenti il pc che uso in questo momento dovrebbe funzionare per caso ed il caso moltiplicato per tutti i pc del mondo… è insostenibile senza scomodare il mondo mistico.

Invece vorrei trovare una fra le (immagino) molte dimostrazioni matematiche di questa teoria cosi’ largamente condivisa e sentire le sue obiezioni …

Cercando ancora conferme sulla “dimostrazione GPS” da qui : http://it.wikipedia.org/wiki/Sistema_di_Posizionamento_Globale
trovo che oltre alla correzione relativistica di 38 milionesimi di secondo al giorno :

“occorre tenere in conto altri errori di tempo sui satelliti rispetto a terra, non solo quelli di origine relativistica. Ne esistono altri, legati alla propagazione di segnale in atmosfera o ai ritardi dell’elettronica di bordo. Mentre gli errori relativistici sono compensati, un’efficace compensazione di quelli atmosferici o elettronici è più complessa.”

e vorrei sapere di quale entita’ sono e con quale periodicita’ vengono corretti questi errori …

da questo doc :
http://host.uniroma3.it/docenti/carlucci/Esercitazioni-studenti/Desiderati%20GPS%202002/GLOBAL%20POSITIONING%20SYSTEM.pdf

sembra che il sistema GPS prevede una master control station che :

“raccoglie tutti i dati delle altre stazioni e li compensa.
Tale compensazione comprende determinazione delle effemeridi e degli errori degli orologi dei satelliti.”

anche qui pero’ non specifica entita’ e periodicita’ delle compensazioni.

Come dimostrazione non mi pare proprio inoppugnabile … e se non trovo dati per confermare che le correzioni sono sporadiche e di piccola entita’ (gli orologi atomici hanno un accuratezza fino al miliardesimo di secondo :open_mouth:) mi resta il dubbio e passo oltre …

il materiale non manca : http://it.wikipedia.org/wiki/Prove_della_relativit%C3%A0_generale

Se il GPS sbagliasse ci sarebbero un sacco di naufragi. E già questo di per sè la dice lunga.
Non basta fare due conti a casa, occorrono formule molto dettagliate. Chi gestisce il GPS le formule le ha, ma difficilmente le troveremo in Wiki, e se devi controbattere con qualcuno che non è mai andato oltre le quattro operazioni, potrà sempre dirti che non si fida delle formule che gli presenti, proprio perché non le sa leggere. In tal caso invitalo a sbattersi e farsi un corso di matematica, così potrà diventare anche lui un Gran Maestro del G.C.M. (Grande Complotto Mondiale).
Il più delle volte i contestatori si basano solo su ciò che trovano nei testi divulgativi, ma non prendono i testi di studio: non li sanno leggere.

Ribadisco, tempo perso. Se entri in questi discorsi ti infili in un ginepraio, salvo conoscere davvero bene la materia, dove “conoscere bene” significa avere la conoscenza di uno addentro ai lavori e la capacità di semplificazione ed esposizione di un buon divulgatore.
Il GPS sbaglia, altrochè. Di poco (nell’ordine delle decine di metri), e infatti non ci sono naufragi continui. Gli errori sistemici e random del GPS sono ben documentati, e tutta la letteratura a proposito è disponibile, non ci sono poi molti “trade secrets” - essenzialmente il problema si chiama rotazione di faraday dovuta alla ionosfera. Ma davvero, non andarti a infilare lì, è un gran casino e perdi di vista l’obiettivo.

Piuttosto, chiedigli di fare una previsione su un esperimento che confermi la sua teoria e smentisca la relatività einsteniana. Se nessun esperimento è possibile, nemmeno concettuale, per distinguerle allora sono due espressioni della stessa teoria (vedi meccanica quantistica matriciale alla Heisenberg e onde di probabilità alla Schroedinger) e quindi tanto vale.