Rallentare nello spazio è possibile? (Relatività speciale)


#1

Buonasera a tutti! Sono in astrofisico e non ho molta dimestichezza in astrodinamica… essendo molto interessato e ben informato sulla relatività speciale mi era sorto qualche dubbio sulla dilatazione dei tempi per un corpo in movimento.
La mia curiosità era : ma si puo realmente diminuire la quantità di moto nello spazio di un oggetto senza innescare ad ogni spinta dei propulsori in ulteriore accelerazione in qualunque direzione? Visto chenello spazio nn c’è attritoe che ad ogni accelerazione corrisponde una dilatazione temporale come fa il viaggiatore a tornale nelle condizioni iniziali? Spero che abbia reso l’idea e che qualcuno possa darmi una spiegazione! Grazie.


#2

Se non accelera la quantità di moto non cambia, non serve far intervenire la relatività. Cosa intendi per tornare alle condizioni iniziali? Se formuli meglio la domanda provo a risponderti con più precisione.


#3

Ho capito forse cosa intendi. Essendo lo spazio curvo, un sistema meccanico accelerando ciclicamente ed opportunamemte alcune sue parti può effettivamente spostarsi. La normale curvatura dello spazio (fuori dai buchi neri insomma) tramite questo sistema permette spostamenti troppo piccoli per essere utili e comunque è un sistema assolutamente inefficiente.

Avevo letto un articolo interessante su questa faccenda, forse su Le Scienze. Diceva che c’erano due meccanismi distinti che si potevano usare per spostarsi senza ricorrere all’espulsione di qualcosa. Adesso sono fuori casa, ma se è questo che intendi, magari poi cerco l’articolo.


#4

Noi tutti ci troviamo in un sistema inerziale in movimento… la terra si muove nello spazio a 1000km/s e la nostra quantità di moto è diversa da zero cioè come se atessimo fermi o comunque piu lenti… oltretutto l’universo come sappiamo è in accelerazione nella sua espanione, quello che volevo dire è che se noi volessimo provare a svincolarci in quache modo da questa velocità e provassmo intuitivamente ad accelerare nella parte opposta non faremmo altro che accelerare ancora di piu ed aumentare la nostra quantità di moto visto che nello spazio non c’è una direzione provilegiata e di conseguenza i nostri orologi continuerebbero inesorabilmente a rallentare il loro ritmo… a questo punto la domanda è: come facciamo a rallentare nello spazio senza usare i propulsori che ci fanno inesorabilmente accelerare?


#5

Se non acceleri (non usi propulsori) sperimenti il massimo del tempo. Vale a dire che osservi l’evoluzione delle cose, un po’ come facciamo noi sulla superficie di questo pianeta. Se acceleri al massimo raggiungi la velocità della luce e non sperimenti più il passare del tempo. Noi (da quasi fermi rispetto alle stelle) osserviamo i fotoni viaggiare per migliardi di anni ma dal punto divista del loro sistema di riferimento il tempo non esiste: l’intervallo di tempo tra quando vengono emessi e quando vengono assorbiti è zero. Per loro è istantaneo.

Queste due condizioni sono gli estremi, non ha senso rallentare più di quando non acceleri. Puoi essere fermo rispetto ad un altro corpo, ma niente di più, questa è la relatività!

Potresti dirigerti verso un buco nero, o verso il confine dell’universo visibile. Allora noi dalla Terra ti vedremmo arrossire sempre di piu’ e rallentare finché, all’infinito, la tua luce non avrà più energia e per noi rimarrai per sempre sull’orizzonte degli eventi. Per te non cambierebbe nulla, in entrambi i casi vivresti la tua vita normalmente, salvo che non apparterresti più al nostro universo, e se volessi tornare da dove sei venuto troveresti
tutti morti e le stelle spente.

Si potrebbe dire che puoi scegliere di goderti appieno il tempo, oppure goderti appieno lo spazio. Solo che la seconda scelta richiede molta più energia.


#6

Secondo me stai facendo un po’ di confusione. Già questa frase vuol dire poco, un sistema inerziale può essere in movimento solo rispetto ad un altro sistema inerziale, che devi ben definire prima di proseguire il ragionamento.

Quanto al ragionamento di @sinucep, credo si riferisca al EmDrive, un sistema di propulsione senza espulsione di materia che, a quanto ne so, non ha ancora superato il peer review, ma ha fatto il giro di internet nel 2016.


#7

Certo vespiacic sono consapevole che un sistema inerziale deve essere sempre confrontato con un altro sistema inerziale per avere un senso… non ho trascurato questo particolare, era solo sottinteso nel mio ragionamento!


#8

No, si tratta di una diretta conseguenza di uno spaziotempo curvo. Ma a quanto pare non è ciò di cui si parlava.


#9

Non credo sia come dici ti sinucep perche prendendo l’esempio del fotone che viaggia ad una velocità costante (quella della luce) o altre particelle come il muone che dopo essere state accelerate a vocità prossime a c e fatte muovere a velocità costante sperimentano la dilatazione del tempo questo vale per qualsiasi corpo dotato di massa a nche se al crescere della massa aumenta l’energia necessaria all’accelerazione… questo solo per farti capire che non c’è bisogno di un accelerazione costante se non quella iniziale per vedere gli effetti relativistici, noi nella nostra situazione in cui ci muoviamo sperimentiamo, anche se di pochissimo, una dilatazione temporale avendo ricevuto una spinta iniziale nel momento del big bang ed il mio ragionamento era solo su cone fare per poterci svincolare da questa velocità acquisita non per una ragione in particolare ma solo dal punto di vista speculativo e teorico. Ovviamente l’esempio ideale è essere lontani in modo apprezzabile da qualsiasi campo gravitazionale che influenza a sua volta lo scorrere del tempovisto che stiamo parlando di relatività speciale… non so se sono stato chiaro… sicuramente tralascio qualcosa…


#10

Non mi sono espresso in maniera impeccabile, ma intendevo quello che dici tu: accelerando cambi sistema di riferimento, se poi mantieni la velocità resti in quel sistema (diverso da quello di partenza e da quello di qualsiasi altro oggetto che non abbia il tuo vettore velocità).

Il punto è: quale vuoi considerare come sistema di riferimento fermo? se vuoi “rallentare” sottointendi un sistema di riferimento nel quale vuoi arrivare a stare.

L’unica cosa che potresti fare è prendere tutte le particelle dotate di massa dell’universo visibile e calcolare la media delle loro velocità vettoriali. Allora avresti un sistema di riferimento simile a quello in cui si trova la Via Lattea (o dove hai effettuato la misurazione), ma molto diverso da quello delle galassie lontane, che si allontanano, a causa dell’espansione dell’universo.

È stata chiamata “relatività” proprio perché non c’è un sistema di riferimento provilegiato al quale poter “rallentare”.


#11

Sono consapevole di questo… se dovessi basarmi sull’intuito sceglierei come sistema di riferimento la coordinata spaziale del punto esatto dove è successo il bigbang perche è da li che tutto ha avuto inizio, anche se non è facilmente individuabile con le nostre tecnologie…
Sempre secondo la relatività ristretta possiamo affermare che la nostra quantità di moto è superiore a quella che potremmo avere se ci trovassimo in quel punto dello spaziotempo (bigbang), di conseguenza i nostri orologi misurano il tempo piu lentamente se osservati da quella regione dello spaziotempo.
Quindi la domanda che ripropongo è questa: “come facciamo a rallentare per uscire da questo sistema di riferimento e tornare alle condizioni iniziali (bigbang), sapendo che nello spazio non esiste densità e quindi nessuna forza di inerzia da poter fruttare per rallentare la nostra quantità di moto? considerando anche il fatto che nello spazio ogni volta che usiamo i propulsori per cambi direzione o inversioni di marcia non facciamo altro che creare un ulteriore spinta ed aumentare na nostra quantità di moto… spero abbiate capito il mio punto di vista e grazie per le risposte!


#12

Ma rallentare o accelerare sono sinonimi in questo ambito. Se rispetto a un sistema di riferimento un corpo rallenta significa che sta accelerando nella verso opposto alla sua velocità. Non è che l’accelerazione data da un motore a razzo sia diversa rispetto a quella per attrito.


#13

Ok su questo siamo daccordo ma come la mettiamo con la relatività ristretta? Quando dicevo di tornare nelle condizioni iniziali non intendevo solo per la quantitá di moto ma anche per il tempo… se si è sottoposti a continue spinte o accelerazioni il tempo per il viaggiatore continuerà a rallentare per un osservatore esterno, anche se lui nn ne avrà esperienza, in un modo penso direttamente proporzionale all’accelerazione.


#14

No, non funziona così. Il tempo non rallenta quando si accelera, semplicemente se tu guardi un treno che passa, se misuri il tempo del treno vedrai che sarà più lento del tuo, e viceversa.


#15

Non credo di aver colto il punto della discussione, mi sembra tutto piuttosto confuso…

la quantità di moto è definita come grandezza vettoriale quindi non vedo perchè dovrebbe continuare a crescere.

Il big bang è l’inizio dell’esistenza dello spazio stesso è un “non-luogo” o al massimo potremmo dire che è avvenuto in tutti i luoghi…


#16

Non sono daccordo con te su questo e ti spiego perchè: hai mai sentito parlare del paradosso dei gemelli? Bene, è il gemello che si muove e che quindi subisce un accelerazione ad invecchiare di meno se confrontato con il gemello che rimane a riposo sulla terra in un rapporto inversamente proporzionale alla sua velocità (cioè piu aumenta la velocità con cui si muove meno invecchia).


#17

Il paradosso dei gemelli è un discorso diverso. Il gemello non invecchia perché parte ma poi torna indietro. Se invece il gemello parte e continua anche ad accelerare ma senza mai tornare indietro nessuno dei due gemelli è in un sistema privilegiato, e ognuno dirà che il tempo dell’altro scorre più lento.


#18

Per bigbang intendevo una punto nello spazio che deve continuare ad esistere tuttora da qualche parte correggetemi se sbaglio…


#19

@Alessio, scusa se te lo dico, ci sono un sacco di incongruenze in molto di quello che stai dicendo, come ti stanno sottolineando altri utenti. Se vuoi trattare l’argomento cerca di usare un ragionamento più scientifico (fisico, strutturato) e meno filosofico.


#20

Okay, forse il problema sta qui!
Il bigbang è avvenuto dappertutto! Lo spaziotempo inizia col Big Bang e quando è avvenuto tutto era concentrato in un unico punto. Con la Holmdel Horn Antenna, Arno Penzias e Robert Woodrow Wilson rilevarono una radiazione omogenea in tutte le direzioni, e avrebbero misurato la stessa cosa da qualsiasi altro punto dell’universo.

Penso che la risposta che cerchi sia: non si può tornare indietro.