Relatività delle misure: 4.Energia

 Relatività delle misure: 4. Energia.

La misura “energia” è l’ultima delle misure che vengono trattate in questo capitolo. E’ un argomento piuttosto complesso, teso , in questa sede, a dare un breve cenno di cosa si s’intenda per energia ed in particolare di “energia cinetica” ed una spiegazione, per quanto possibile semplificata, della famosa formula einsteiniana.

E’ mia intenzione, per la prossima puntata, così come promesso, di presentare l’ipotesi alternativa alla Teoria della Relatività.

Con il mio più vivo ringraziamento per tutti coloro che hanno avuto la pazienza e la tenacia di seguirmi fino a questo punto.

Charly Brown

Per farci un’idea di cosa s’intenda per energia e in cosa consista, potremmo partire dal concetto base della meccanica dei quanti. Come già accennato nel primo capitolo di questo saggio, il “quanto” o per esteso il “quanto energetico” è assunto dalla fisica moderna come l’unità di misura dell’emanazione energetica. Potremmo chiederci cosa sia l’emanazione energetica e che ruolo ricopre il “quanto” nel suo contesto. Ebbene, per emanazione energetica s’intende il potenziale di emissione della materia espresso in una varietà praticamente infinita di frequenze, che vanno dalle onde lunghe a alle radiazioni gamma. Per dirla in termini numerici, si va da un’onda al secondo a circa due miliardi di queste, nella stessa misura di tempo. S’intende che la varietà di frequenze entro questa scala sia infinita, alla stessa stregua di come la misura di un metro risulterebbe infinita qualora non fissassimo una frazione unitaria base con cui suddividerlo. Nel caso dell’emanazione energetica otterremmo che un qualsiasi pezzo di materia contiene un potenziale infinito di energia, mentre nel caso del metro, che questo risulterebbe una misura spaziale infinita.

Un metro, possiamo dividerlo in centimetri o in millimetri o volendo in micron o milionesimi di micron ecc. , ma alla fine dobbiamo fermare la nostra corsa verso un infinito irraggiungibile, per determinare una base fissa di quantità standardizzata, che potremmo chiamare un “quanto spaziale”. Lo stesso tipo di soluzione che i filosofi atomisti trovarono a proposito della divisibilità della materia. Tagliamo una stringa e ne otteniamo due più corte, poi quattro, poi otto ecc. ecc. ma fino a quando…all’infinito? Evidentemente no. Ad un certo punto dovremmo arrivare ad un groppo indivisibile, che pone fine ad ulteriori tagliuzzamenti: l’atomo ( dal greco a-tomos = non tagliabile). Anche se poi le tecniche sviluppate nel secolo scorso hanno ampliamente travolto questa barriera d’inscindibilità dell’atomo, resta il fatto che, prima di tuffarsi nell’infinito dovremmo incontrare qualcosa di concreto, che ci rappresenti il seme o la base palingenetica di tutta la struttura. E se non c’è concretamente, nel senso che ci è impossibile, per così dire, fargli la foto, dobbiamo intuirla o eventualmente fissarla arbitrariamente.

La soluzione di Max Planck, riguardo il “quanto energetico” rispecchia in tutto e per tutto questa logica: se prendiamo in considerazione una retta cha va dal valore 1 a quello di 2 miliardi ( tanto è la gamma delle variazioni di frequenza) e non fissiamo una base standard di frammentazione, possiamo dividerla in sottomultipli all’infinito. Cosa facciamo allora per renderla commestibile ai fini di una quantificazione? Semplice: poniamo con una matita dei punti uguali e adiacenti fra loro su tutto il percorso e proclamiamo ognuno di questi l’unità di misura assoluta ed indivisibile di tutta la retta. Che poi, ognuno di questi pacchetti base sia a sua volta divisibile in sottopacchetti, a questo punto non ce ne importa niente, altrimenti cominciamo da capo ad annaspare nell’infinito. In termini di concretezza poi, cosa sia un “quanto” e che dimensioni abbia non c’è nessuno che possa dirlo. In termini di logica, potremmo dire che un quanto è un grumo di materia da cui scaturiscono frequenze tanto vicine tra loro, da non essere percepite come differenze, o meglio, definibili come frequenza unitaria.

Da un’angolazione puramente materiale – quindi non teorica – possiamo senza dubbio affermare che qualunque unità di materia, quando definita in termini di massa, non può contenere un potenziale energetico infinito. Allo stesso modo come una retta che va da uno a due miliardi di unità standardizzate rappresenta dopotutto una retta finita. Il problema che Planck si trovò di fronte sorgeva proprio da questa contraddizione: come può una massa materiale finita contenere un potenziale energetico infinito? L’introduzione della teoria dei quanti risolve egregiamente questo problema., ma sul piano teorico soltanto.

Ovviamente se consideriamo le onde magnetiche alla stregua delle onde sonore è assolutamente impossibile farci un idea in concreto di che tipo di frammentazione dobbiamo figurarci in rapporto allo stabilire la misura di un quanto. Per dirla in breve: se pensiamo ad un “quanto energetico” come lo descriveremmo ad un nostro amico che non sa cosa sia? Non saremmo in grado di farlo, certamente. Un atomo, possiamo disegnarlo o perfino fargli un monumento a Bruxelles. Un quanto no. Perché? Semplicemente perché un atomo è una struttura materiale definita indirettamente in concreto, mentre un quanto è una pura frazione teorica.

Nel contesto della misura “energia” ( =E )”cercherò qui di fornire una spiegazione del significato di quella formula che, per numerosi decenni, quasi una parola magica, ha incantato alcune generazioni: E = mc²

 

Diciamo in tutta semplicità che, tradotta in linguaggio laico, starebbe a definire la quantità di misure unitarie di energia cinetica prodotta da una massa  “m” alla velocità della luce (c) . In altri termini, questa formula risponde alla domanda: quante unità standardizzate di energia mi occorrono per portare una massa “m” alla velocità della luce “c”.

Oppure: quante unità di energia sviluppa una massa “m” alla velocità di “c”.

Ma ora ci chiediamo: quale massa può raggiungere la velocità della luce senza espandersi all’infinito? L’abbiamo già visto: quella dei fotoni. Che massa ha un fotone? 0, abbiamo già visto anche questo. Ora sostituiamo il valore di massa del fotone nella formula sopra indicata:

 E = 0c² = 0 .

Il risultato di questa sostituzione ci porterebbe a concludere che l’energia necessaria per portare una massa = 0 alla velocità di “c” , resta sempre = 0. Così come dire che, l’energia prodotta da una massa 0 alla velocità della luce è sempre = 0

Qualunque altro valore di massa, diverso da 0 , porterebbe questo risultato uguale ad infinito.

Così come è messa, la famosa ed ascetica formula che, per quasi un secolo, ha rappresentato il simbolo di una mente superiore, si tradurrebbe in una scarna ed insignificante formuletta dove, in ogni caso, in tutta la fenomenologia magnetica (leggasi: fenomeni che si verificano alla velocità della luce), E = 0. 

Ora, per non essere accusati di superficialità, proviamo ad approfondire il significato di questa formula, partendo dalle sue origini.

Probabilmente qualcuno avrà pensato che, come nell’aneddoto della mela di Newton, Einstein, una mattina, abbia incidentalmente messo due dita nella presa di corrente e fu folgorato da questa luminosa intuizione. Invece si sbaglia. La formula in questione è tratta dall’elaborazione di qualcosa che già esisteva in precedenza. Una formula di Newton. In verità egli calcolò che l’energia necessaria a portare una massa “m” alla velocità “v”, e’ proporzionalmente uguale alla metà del valore di massa per la velocità “v” al quadrato. Vediamola in simboli:

  E= ½mv²

Qui sopra vediamo la sorella maggiore, negletta e abbandonata a seguito dalla elaborazione che l’ha trasformata in E = mc² , per i fenomeni di natura magnetica. Il che non è frutto di intuizione, ma di pura necessità. Ecco: secondo Newton e la logica corrente, due auto che si scontrano frontalmente ognuna alla velocità di 100 km/h, hanno un impatto globale equivalen te a 200 km/h. Ma due particelle che si scontrano ognuna a velocità vicine a quella della luce, non possono produrre un impatto globale uguale a due volte questa. Perché? Ci si chiede. Perché la Teoria Generale della Relatività ha stabilito che la somma delle velocità di due particelle non può mai essere superiore alla velocità della luce “c”.

Se dovessimo riscrivere in termini classici la formula di Einstein, così come Newton l’avrebbe intesa, dovremmo scriverla così: E = ½m2c² , che e’ in pratica la stessa cosa di E = mc².

Perché tanta gloria per un artifizio matematico allora? La risposta sta qui sopra: perché una velocità di due volte quella della luce non è, nel contesto della Relatività, teoricamente concepibile e così invece come Einstein l’ha riscritta, resta coerente con le premesse della sua teoria.

COMMENTI

 
Commenti
charly brown ha detto:
Vincenzo, che Eistein fosse stato un grande furbacchione, non ho il minimo dubbio. Se pensi che per un secolo Einstein ha fatto digerire ai >180iq, palle ancora piu' gigantesche di quelle che il cipria ha fatto digerire ai <60 iq nostrani, qualche merito dobbiamo riconoscergielo. Anche se adesso e'tempo che vada a nanna anche lui.

Vincenzo Carollo ha detto:
Secondo il mio spirito maligno, persino il pensiero scientifico di Einstein sarebbe stato influenzato dai gioiosi natali del Berluska. Il Berluska, lo sappiamo, non è voluminoso, ma ha una massa compatta, con peso specifico enorme, come se fosse fatto di piombo; eppure risalirebbe subito a galla anche se lo buttassimo in una cisterna di olio extravergine di oliva. C'era da stravolgere tutta la fisica, a cominciare dal Principio di Archimede, per comprendere perché Berluska è insommergibile! Si direbbe che Einstein, saputo della nascita del Berluska abbia voluto preparagli una fisica su misura: -il tempo, che oltre a dilatasi si può anche contrarre, per poterlo contare e ricontare a cicli di 35 anni; -la, misura della massa che può espandersi all'infinito: una spintarella iniziale per animare il corpo di moto accelerato e via verso il gigantismo; -il buco, quello immensamente più grande di un semplice buco finanziario: il buco nero, che inghiotte tutto quello che gli gira attorno senza possibilità di essere risputato fuori. Vedi, ho il sospetto che anche il buco nero sia stato pensato da Einstein in funzione del futuro anticomunismo del Berluska, nel senso che tutta la manna che cade dal cielo dentro il buco nero, una volta dentro, non viene distribuita secondo il sinistroide principio di uguaglianza, tutto per tutti; ma secondo il principio della "singolarità", tutto e tutti per uno. Il genio di Einstein capì subito che papparsi un'itera galassia era troppo per il "singolo" e allora per evitare il rischio di indigestione, pensò che la pappa, doveva prima essere compressa, talmente compressa da renderla invisibile, un punto astratto senza dimensioni; In questo modo è chiaro che il titolare della "singolarità" può papparsi cose più grandi di lui, conservando le sue piccole dimensioni. Guardato da quasto punto di vista Einstein non è stato soltanto un GRANDE, ma anche un grande furbacchione!

charly brown ha detto:
Vincenzo, la tua critica e' corretta. Ma se partiamo dal "si sa che l'universo e' in espansione" mi trovi in disaccordo: ci sono altre mille ragioni che non calzano o che fanno a pugni con le leggi naturali. Per risparmiare spazio e ripetizioni, ti rimando all'articolo nr 5 di questa serie "L'espansione universale". Forse l'avrai gia' letto, nel caso contrario troverai alcune ragioni a sostegno della mia convinzione che l'universo non sia in espansione.

Vincenzo Carollo ha detto:
Si sa che l'universo si espande e che le galassie più lontane si allontanano a velocità sempre più prossime a quella della loce. Si arriva a queste misure partendo dall'ipotesi della costanza della velocità della luce. Quando le galassie raggiungeranno la velocità della luce, secondo i calcoli relativistici, avranno massa infinita, il loro tempo per noi si fermerà e nulla potremmo conoscere più di loro: spariranno, insomma, dal nostro universo visibile. D'altra parte, essendo la velocità della luce indipendente dal moto della sorgente, dovremmo continuare a vederle a qualsiasi velocità si spostino, in qualsiasi direzione. C'è qualcosa però che apparentemente non quadra, quando si prende in considerazione la massa: dovendo tendere all'infinito, la massa di una galassia in fuga dovrebbe irradiare un'energia più grande, tale da risultare più splendente, più si allontana dalla terra. Questo postulato della costanza porta a delle strane conseguenze; naturalmente il grido giunge dall'abisso della mia ignoranza.

charly brown ha detto:
Pasionaria, grazie della fiducia. Un abrraccio

pasionaria ha detto:
coraggio charly... è sempre così per chi precorre i tempi... probabilmente vaii... più veloce della luce!

charly brown ha detto:
Candido 13.02 Secondo la teoria classica, non esiste limite teorico alla velocita'. Secondo quella relativistica, invece esiste. Nella prima i limiti di velocita' sono di natura pratica: il tipo di energia, la forma dell'astronave, la possibilita' di sottrarsi in qualche modo all'accelerazione ecc. Se si pensa che con un'accelerazione costante di 1G (la forza d'attrazione terrestre)che consentirebbe agli astronauti di sentirsi come a casa, si raggiungerebbe la velocita' della luce in poco meno di un anno. Quindi, diaciamo, 8 anni per decuplicarla, si capisce che teoricamente la possibilita'dei viaggi interstellari esiste, ovviamente e' legata al progresso tecnologico. D'altra parte chi avrebbe mai pensato un secolo fa di poter andare in 10 ore da Roma a S.Francisco, o di potersi parlare dall'Olanda alla Sicilia, come se fossimo vicini di porta? Cio' che frustra l'idea dei viaggi interstellari non sono i problemi pratici, sempre risolvibili, ma quelli teorici, che non permettono agli oggetti dotati di massa la possibilita' di eguagliare e di sorpassare la velocita' della luce. Il che e' una bufala e sono quindici anni che cerco di farlo capire con dati concreti.

pasionaria ha detto:
pipistrello rosso c'è posta per te!!!!

charly brown ha detto:
Vincenzo 12.08 Ecco: secondo la formula di Newton, l'energia cinetica della tua "pedata"viene suddivisa in parti eguali tra azione e reazione. Vale a dire che se nella tua sadica impresa impiegassi, diciamo, 10 newton di forza e supponendo che la tua massa sia la medesima di quella del destinatario, ti troveresti a rotolare per la stessa distanza, in direzione opposta al tuo "amico". Diversamente, trattandosi di masse di differente valore, se la stessa pedata la rifilassi al Giulianone, otterresti di spostarlo di qualche centrimetro, mentre tu ti faresti un bel volo di 100 metri: quindi attento, e'gente pericolosa da prendere a pedate.

Vincenzo Carollo ha detto:
Supponiamo che io dia un'energica pedata nel sedere di chi in questo momento è oggetto del mio sadico pensiero. La forza della pedata si trasformerà in energia cinetica che lo farà volare, supponiamo a 100 metri di distanza lungo una traiettoria necessariamente parabolica. Quando il mio carissimo amico si troverà giusto al vertice della parabola tutta l'energia cinetica si sarà trasformata in energia potenziale, tale da generare al momento dell'impatto e alla ipotetica distanza di 100 metri, una forza uguale a quella della mia pedata. Escludiamo la possibilità di trasferire energia a pedate nel sedere, resta il fatto che la pedata, non viene semplicemente "assorbita" da chi la riceve, ma viene fisicamente convertita in qualche altra cosa, capace di produrre una forza equivalente. Domanda: l'individuo che riceve una pedata nel sedere, normalmente non vola e la pedata non si riconverte in forza evidente. In quali forme più probabili dobbiamo aspettarci che esca fuori la pedata?

Tafanus ha detto:
Cara Pasionaria, io vivo praticamente "cazzando" dalla primavera del lontano '94! Kisses Antonio

pasionaria ha detto:
@ Taffy ecco che hai trovato il modo di cazzare la randa (?)senza turbare i principi dell'entropia!!! E vuoi vedere che ci esce persino la coppa america viste le aderenze del "cazzatore eolico" con giorgdablù?

Tafanus ha detto:
Charly e Vincenzo: vi ringrazio per le vostre forbite ed esaustive risposte parascientifiche (o paracule?)

Vincenzo Carollo ha detto:
X Charly e Tafanus Secondo me, per il principio di conservazione dell'energia, se si sgonfiano le palle, si gonfia automaticamente lo spinnaker, ottenedo in tal modo un'autonomia di cazzate di almeno tre giorni, più il combustibile di riseva, Silvio e Adornato... e si planerebbe senza alcun problema.

charly brown ha detto:
Taf, per adsso col fiato delle loro cazzate hanno solo saputo gonfiare le palle. Per spinnaker credo che dovremo aspettare.

Tafanus ha detto:
Vincenzo Carollo; mi hai dato una grande idea!!! se riesco ad invitare Silvio per un giro in barca, l'energia eolica che produce sparando cazzate sarebbe sufficiente a gonfiare lo spinnaker anche in assenza di vento? se poi mi riuscisse il colpaccio di portare insieme a lui anche Adornato, potrei planare?

pasionaria ha detto:
@ charly il cipria "super-novo"? naaaaaaaaaaaaaaaaaaa, ampiamente "usato" e pure "insicuro"...

charly brown ha detto:
Vincenzo, devi vedere il problema sotto una angolazione diversa: anche i capelli del cipria sono in fase di entropia. Cosi'che anche l'energia delle bistecche e dell'aragosta non si riproducono piu'in enrgia peluta (Ep = 0). Tranne sperare che il suo cranio esploda, trasformandosi in supernova celebrale, e dai resti della nube di neuroni, si ripronuca una scatola cranica di seconda generazione, piu' compatta e pelosa della precedente. Circa la domanda seria questo e' il problema che si evince dalle leggi della termodinamica, ma per la fisisica teorica, la materia si produca in energia, ma come l'energia si rioproduca in materia e' un mistero ancora irrisolto (ufficialmente).

Vincenzo Carollo ha detto:
L'energia è definita come la capacità di un sistema di compiere lavoro; Berlusconi che non smette mai di compiere lavoro è dunque l'esempio tangibile dell'energia, in tutte le sue forme. Consideriamolo dal punto di vista eolico, avete mai pensato quanto vento ha prodotto, parlando, in due volte 35 anni? "Nulla si crea e nulla si distrugge, ma tutto si trasforma“ disse Lavoisier e dunque tutta l'energia eolica prodotta dalle chiacchiere di Berlusconi per fortuna non è persa, ma esiste sutto altra forma, non si sa quale, ma esiste. Quando Berlusconi alza il dito medio alla Santanchè o ne alza due per fare le corna, compie ugualmente un lavoro, prendendo l'energia dalla bistecca e trasformandola in corna o nel raffinato gesto del dito medio alla Santanchè. La formuletta di Einstein E = mc² può dare un'idea di quanta energia si può ricavare dalla massa di un solo capello di Berlusconi, fatto volare alla velocità prossima a quella della luce. Eppure nessuno ha pensato ad una centrale a capello di Berluska! Più seriamente: che ne è di tutta l'energia che la terra riceve dal sole, visto che nulla si distrugge, ma tutto si trasforma?

charly brown ha detto:
Caio, prima la domanda seria: La teoria di E. parte da un'assiona. Dice, poniamo che la velocita' della luce sia costante e che invece che la "lunghezza" di una unita' di tempo sia relativa alla velocita' con cui un oggetto viaggia. Usa le formule di Lorentz e matematicamente i conti tornano. Tutto il discorso che segue, ha sempre come fondamento assiomatico, che c sia una velocita' limite. Sarebbe inconciliabile nel caso di somma di velocita' di particelle assumere una velocita'di 2c, perche' si scontrerebbe col fattore costante e con l'ipotesi di insuperabilita' di c. Questo limite non e' stato riscontrato tecnologicamente ne' appare sul Codice Spaziale. E' solo un arrangiamento matematico per non sconfessare la premessa su cui si fonda. Te capi'? Per gl'eremiti, provo ad indovinare: erano caduti in letargo nelle loro caverne. Dormendo il tempo passa in fratta.

pasionaria ha detto:
@ charly grazie per i consigli di fitness :-D ma "errata corrige xpasionaria non sono io....

charly brown ha detto:
Pasionaria, mettiamola cosi', in termini terra-terra: diciamo dovresti percorrere ogni gliorno 5 chilometri alla velocita' media di 10 km/h. Naturalmente a piedi e con una tuta da ginnastica impermeabile.
harly brown | 30/09/06 a 15:33 a quale velocità della luce dovresti far viaggiare me per portarmi al peso filiforme del Taf. senza disentegrarmi completamente? Ma dove sei stato dolce istrione? è un sacco che non ti leggo.

charly brown ha detto:
Pasionaria, basterebbe farlo volare a 9/10 della luce per fargli gia' assumere la massa del Ferrara.

charly brown ha detto:
Taf, fai anche tu dietrologia ?

Tafanus ha detto:
Pasionaria, il cav. che compie i "secondi trentacinque anni" mi ricorda il sottoscritto; una volta, usmato di essere oggetto di attenzione da parte di una gentile fanciulla che mi conosceva solo via e-mail e non personalmente, alla fatidica domanda "posso chiederti quanti anni hai?" ho così risposto: "...sono più vicino ai quaranta che ai trenta..." Non ho mentito...

pasionaria ha detto:
e per di più fwermo bloccato nei suoi meravigliosi secondi 35 anni... teribbbbile!!!!

pasionaria ha detto:
Ma ve lo immaginate un cipria infinito alla velocità della luce? ARGHHHHHHHHHHHHHH!!!!!

charly brown ha detto:
Candido, partendo dalla teoria della Relativita', la massa del suo corpo (indipendentemente dal fatto che sia quella del Giulianone o di Fassino) dovrebbe espandersi all'infinito, mentre la sua dimensione temporale si fermerebbe. Secondo la fisica classica, invece non succederebbe proprio niente. Una velocita' di 300000 km/s o di 30 km/h, non fa nessuna differenza. Soltanto un'accelerazione violenta puo'essere fatale per il corpo umano. Mai, una velocita' costante.

Candido Volteri ha detto:
Caro Charly, se un uomo viaggiasse alla velocità della luce, cosa succederebbe al suo corpo?