E-school  di  Arrigo Amadori

Miscellanea

Un ipotetico sistema di riferimento "assoluto"  

Secondo la teoria della relatività (sia ristretta che generale) lo spazio ed il tempo, presi separatamente, sono "enti" relativi mentre la varietà quadridimensionale einsteniana, considerata nel suo insieme e descritta dalla metrica :

        (dove, seguendo la convenzione di Einstein, sono sottintese le somme sugli indici ripetuti),

è una entità "assoluta".

Consideriamo quindi la varietà come un "quid assoluto" perché essa funge in toto come l' "ambiente" in cui avvengono i fenomeni fisici. Questa varietà coincide con l'intero universo ed addirittura si possono definire più varietà, quindi più universi (queste varietà, assieme, formano il cosiddetto multiuniverso), ognuno con le proprie coordinate curvilinee ed il proprio tensore metrico  .

Il "continuum spazio-temporale" è quindi una entità "assoluta" in cui è possibile scegliere infiniti sistemi di riferimento curvilinei (parametrizzazioni) e ciascuno di essi ha la stessa "verità fisica", ovvero in ciascuno di essi valgono le medesime leggi fisiche, ovvero le leggi della fisica sono covarianti rispetto a qualunque cambiamento di sistema di riferimento (questi sono tutti modi equivalenti di enunciare il "principio di relatività generale" di cui il "principio di relatività ristretta" è un caso particolare, quando non sono presenti masse ad incurvare la varietà, nel qual caso la varietà è minkowskiana (o galileiana) e le trasformazioni di coordinate sono quelle di Lorentz).

L'esistenza di un sistema di riferimento assoluto (quindi privilegiato) dentro il cronotopo (la nostra varietà einsteniana) è quindi esclusa dalla teoria, ma ...

Con la scoperta della radiazione fossile di fondo (RFF) (che risale agli anni '60) in effetti si può ipotizzare un sistema di riferimento assoluto rispetto al quale riferire gli eventi. Chiamiamo questo sistema con la sigla S0.

Per definire S0 occorre rifarsi ad un modello di evoluzione dell'universo. Qui consideriamo un modello omogeneo ed isotropo così come descritto alla pagina :

        ModelloBidimRadiazFondo.htm .

Siccome i raggi di RFF arrivano isotropicamente in ogni punto da ogni direzione, consideriamo S0 come quel sistema di riferimento rispetto al quale non si ha alcun effetto Doppler rispetto a tutte le direzioni. Possiamo allora affermare che S0 è in quiete rispetto alla RFF.

Graficamente :

       

        (in due dimensioni, nel punto    giungono da ogni direzioni raggi di  RFF)

Se un punto è in moto rispetto a S0, osservando da quel punto in ogni direzione, si verificherà un effetto Doppler con blue shift massimo nella direzione del moto e red shift massimo nella direzione opposta.

Graficamente :

       

        (il punto  si muove con velocità  )

Siamo così in grado di rilevare il movimento in modo assoluto !!!

Questo risultato appare contraddire il principio di relatività, ma S0 è un sistema di riferimento "fisico", una sorta di "corpo" rispetto al quale è giusto misurarne il moto.

A questo punto potremmo con un esperimento rilevare il moto della Terra rispetto a S0.

Considerando la Terra un punto, essa dovrebbe essere in quiete rispetto a S0 perché tutti i moti di traslazione della Terra, del Sole, della Via Lattea, del Gruppo Locale ecc. ecc. si dovrebbero mediamente annullarsi, non essendo la Terra in un punto privilegiato dell'universo che è supposto omogeneo ed isotropo.

Ma la Terra è un corpo quasi sferico in rotazione su se stesa !!!

Allora, se misurassimo l'effetto Doppler rispetto alla RFF (in tutte le direzioni) ai poli, dovremmo verificare che la Terra è in quiete rispetto ad S0.

Negli altri punti della superficie terrestre (massimamente all'equatore) dovremmo invece rilevare effetto Doppler, blue shift, nella direzione della rotazione e red shift nella direzione opposta. E questo in accordo col fatto che la rotazione è un "movimento assoluto". 

Se, invece, rilevassimo effetto Doppler anche ai poli, ciò potrebbe significare :

        - 1 -    la Terra è soggetta ad un movimento rispetto a S0 dovuto ad un' "entità" che viola localmente l'omogeneità (un buco nero o un addensamento non omogeneo di materia oscura  ?)

        - 2 -    l'universo non è omogeneo e/o isotropo in larga scala, per cui il modello a cui ci siamo riferiti è sbagliato

        - 3 -    l'interazione di "questo" universo con un "altro" universo

        - 4 -    ?

Fine.

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