#AlmanaccoQuotidiano, a cura di #MarioBattacchi

Buongiorno, oggi è il 12 aprile.
Il 12 aprile 1633 aveva inizio in Roma il processo per eresia nei confronti di Galileo Galilei, per aver scritto il "dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo".
L'opera, scritta tra il 24 e il 32, vuole essere una discussione, che si svolge in quattro giornate, tra alcuni personaggi intenti a decidere quale sia il "massimo sistema del mondo" che spiega correttamente la realtà, tra quello tolemaico e quello copernicano.
Il Dialogo si svolge in quattro giornate: nella prima, vengono criticate le vecchie tesi della fisica aristotelica, non fondate o insufficientemente fondate sull'osservazione e sulla verifica sperimentale e prive di un rigoroso supporto matematico: certamente, l'intelletto umano non può lontanamente eguagliare la somma infinita delle conoscenze divine, ma le pur poche conoscenze umane di matematica e di geometria eguagliano la conoscenza divina in quanto raggiungono la «certezza obiettiva».
Nella seconda e terza giornata si confutano le obiezioni contro il moto di rotazione e di rivoluzione terrestre: «qui è forza esclamar un'altra volta ed esaltare l'ammirabil perspicuità del Copernico ed insieme compiagner la sua disavventura, poiché egli non vive nel nostro tempo quando, per tor via l'apparente assurdità del movimento in conserva della Terra e della Luna, vediamo Giove, quasi un'altra Terra, non in conserva di una Luna, ma accompagnato da quattro Lune, andar intorno al Sole in 12 anni».
Nella quarta giornata si espone l'argomento delle maree, quale prova del moto terrestre: prova erronea, tanto più che nel Dialogo viene criticata la giusta intuizione di Keplero e di altri astronomi che fosse l'attrazione lunare la causa del fenomeno delle maree.
Il processo iniziò il 12 aprile, con il primo interrogatorio di Galileo, al quale il commissario inquisitore, il domenicano Vincenzo Maculano, gli contestò di aver ricevuto, il 26 febbraio 1616, un «precetto» con il quale il cardinale Bellarmino gli avrebbe intimato di abbandonare la teoria copernicana, di non sostenerla in nessun modo e di non insegnarla.
Quel precetto, se mai fu effettivamente mostrato a Galileo nel febbraio del 1616 e se non si tratti persino di un falso costruito ad arte, non reca alcuna firma, né del Bellarmino, né dei testimoni, né di Galileo stesso, il quale negò di averne preso conoscenza, ma di aver soltanto ricevuto a voce dal Bellarmino la notifica della Congregazione secondo la quale l'opinione del moto della Terra «esser ripugnante alle Scritture Sacre e solo ammettersi ex suppositione» ed «ex suppositione si poteva pigliar e servirsen». Nel maggio successivo aveva ricevuto la nota lettera del Bellarmino nella quale «si contiene che la dottrina attribuita al Copernico, che la terra si muova intorno al sole e che il sole stia nel centro del mondo senza muoversi da oriente ad occidente, sia contraria alle Sacre Scritture, e però non si possa difendere né tenere». Nella lettera non si menziona esplicitamente il divieto di insegnare la dottrina copernicana, pur nei limiti di una semplice ipotesi scientifica e, forte di questa indiretta autorizzazione, oltre che di quella esplicita, ma solo verbale, ricevuta in febbraio, egli aveva scritto il suo Dialogo sopra i due massimi sistemi, non a caso ottenendo dall'autorità ecclesiastica il prescritto imprimatur.
L'inquisitore però incalzò, chiedendogli se vi fossero stati testimoni presenti al momento della notifica del «precetto» e Galileo, rispondendo di non ricordare, commise l'errore di menzionare la parola precetto, sostenendo di «non aver in modo alcuno contravenuto a quel precetto». L'inquisitore, verbalizzando, diede per avvenuta l'intimazione del presunto precetto e gli chiese se ricordava in che modo e da chi gli fosse stato intimato e Galileo: «mi raccordo che il precetto fu ch'io non potessi tenere né difendere, e può esser che vi fusse ancora né insegnare».
Per l'inquisitore si trattava ora di stabilire che Galileo, pubblicando il Dialogo, aveva aggirato l'ordine di non trattare l'ipotesi copernicana, ingannando i censori ecclesiastici: alla domanda se avesse mostrato il precetto al Maestro del Sacro Palazzo prima di ottenere l' imprimatur, Galileo non solo ammise di non avere detto «cosa alcuna del sodetto precetto» dal momento che, arrivò a sostenere, «nel detto libro io mostro il contrario di detta opinione del Copernico, e che le ragioni di esso Copernico sono invalide e non concludenti».
Con questa evidente menzogna, si concluse il primo interrogatorio: Galileo fu trattenuto, «pur sotto strettissima sorveglianza», in tre stanze del palazzo dell'Inquisizione, «con ampia e libera facoltà di passeggiare».
Galileo, nuovamente interrogato il 30 aprile, dichiarò di aver riletto in quei giorni il suo Dialogo «quasi come scrittura nova e di altro autore», ammettendo che un lettore che non conoscesse intimamente l'autore avrebbe avuto l'impressione che egli avesse voluto avvalorare la teoria copernicana. Scusandosi con l'inquisitore per «un errore tanto alieno dalla mia intentione», si offrì di «ripigliar gli argomenti già recati a favore della detta opinione falsa e dannata, e confutargli in quel più efficace modo che da Dio benedetto mi verrà somministrato».
La piena sottomissione e la cattiva salute dello scienziato gli fecero ottenere il permesso di lasciare il palazzo dell’Inquisizione e di tornare nell’ambasciata fiorentina. Nel costituto del successivo 10 maggio spiegò che la lettera del Bellarmino – dove non era prescritto il divieto di insegnare la dottrina copernicana – gli aveva fatto dimenticare il precetto dove invece quel divieto era intimato, e giustificò i «mancamenti» del suo Dialogo come dovuti unicamente alla «vana ambizione e compiacimento di comparire arguto oltre al comune de’ popolari scrittori, inavertentemente scorsomi dalla penna», dichiarandosi nuovamente pronto a correggere il suo libro.
Per concludere il processo, l’Inquisizione doveva verificare la sincerità dell’affermazione di Galileo di «non tenere la dannata opinione»: a questo scopo, il 16 giugno la Congregazione stabilì che «Galileo fosse interrogato sulla sua intenzione, anche comminandogli la tortura e se l’avesse sostenuta, previa abiura de vehementi di fronte alla Congregazione, fosse condannato al carcere ad arbitrio della Santa Congregazione, con l’ingiunzione di non trattare più, né per scritto né verbalmente, sulla mobilità della Terra e sull’immobilità del Sole».
Il 21 giugno Galileo fu interrogato per l'ultima volta: alla domanda se tenesse ancora, o avesse tenuto in passato, e per quanto tempo, la teoria della centralità del Sole, Galilei rispose che un tempo aveva ritenuto le opinioni di Tolomeo e di Copernico entrambe «disputabili, perché o l'una o l'altra poteva esser vera in natura», ma dopo la proibizione del 1616, sostenne di tenere, da allora e tuttora, «per verissima e indubitata l'opinione di Tolomeo». Richiesto di spiegare perché mai avesse allora difeso l'opinione di Copernico nel suo Dialogo, Galileo rispose di aver voluto soltanto spiegare le ragioni delle due opinioni, convinto che nessuna avesse forza dimostrativa, così che «per procedere con sicurezza si dovessere ricorrere alla determinazione di più sublimi dottrine». All'insistenza dell'inquisitore di dire la verità, altrimenti si sarebbe agito «contro di lui con gli opportuni rimedi di diritto e di fatto», Galileo negò di aver mai sostenuto l'opinione di Copernico: «del resto, son qua nelle loro mani; faccino quello gli piace». All'esplicita minaccia di ricorrere alla tortura, Galileo rispose soltanto: «Io son qua per far l'obedienza, e non ho tenuta questa opinione dopo la determinazione fatta, come ho detto». Il verbale del costituto conclude che, «non potendosi avere niente altro in esecuzione del decreto, avuta la sua sottoscrizione, fu rimandato al suo luogo».
Il giorno dopo, 22 giugno, nella sala capitolare del convento domenicano di Santa Maria sopra Minerva, presente e inginocchiato Galileo, fu emessa la sentenza dai cardinali Gaspare Borgia, Felice Centini, Guido Bentivoglio, Desiderio Scaglia, Antonio e Francesco Barberini, Laudivio Zacchia, Berlinghiero Gessi, Fabrizio Verospi e Marzio Ginetti, «inquisitori generali contro l'eretica pravità», nella quale si riassumeva la lunga vicenda del contrasto fra Galileo e la dottrina della Chiesa, iniziata dal 1615 con lo scritto Delle macchie solari e con la lettera al Castelli, alle quali i «qualificatori teologi» avevano opposto:
« che il Sole sia centro del mondo e imobile di moto locale, è proposizione assurda e falsa in filosofia, e formalmente eretica, per essere espressamente contraria alla Sacra Scrittura;
che la Terra non sia centro del mondo né imobile, ma che si muova eziandio di moto diurno, è parimenti proposizione assurda e falsa nella filosofia, e considerata in teologia ad minus erronea in fide »
Nella sentenza si dava poi la versione dell'ammonimento ricevuto nel febbraio 1616: dopo essere stato dal Bellarmino «benignamente avvisato e ammonito, ti fu dal Padre Commissario del Santo Offizio di quel tempo fatto precetto, con notaro e testimoni, che omninamente dovessi lasciar la falsa opinione, e che per l'avvenire tu non la potessi tenere, né difendere, né insegnare in qualsivoglia modo, né in voce né in scritto: e avendo tu promesso d'obedire, fosti licenziato».
Ricordato che egli scrisse poi il suo Dialogo «senza però significare a quelli che ti diedero simile facoltà, che tu avevi precetto di non tenere, difendere né insegnare in qualsivoglia modo tale dottrina», nella sentenza si sottolinea che il libro insegna la dottrina copernicana; quanto alle personali convinzioni di Galileo, nel processo fu ritenuto «necessario venir contro di te al rigoroso esame, nel quale [...] rispondesti cattolicamente». Essendosi reso pertanto «veementemente sospetto d'eresia», Galileo era incorso nelle censure e pene previste «contro simili delinquenti».
Imposta l'abiura «con cuor sincero e fede non finta» e proibito il Dialogo, Galilei venne condannato al «carcere formale ad arbitrio nostro» e alla «pena salutare» della recita settimanale dei sette salmi penitenziali per tre anni, riservandosi l'Inquisizione di «moderare, mutare o levar in tutto o parte» le pene e le penitenze.
Il rigore letterale fu mitigato nei fatti: la prigionia consistette nel soggiorno coatto per cinque mesi presso la residenza romana del Granduca di Toscana, Francesco Niccolini, a Trinità dei Monti e di qui, nella casa dell'arcivescovo Ascanio Piccolomini a Siena, su richiesta di questi. Quanto ai salmi penitenziali, Galileo incaricò di recitarli, con il consenso della Chiesa, la figlia Maria Celeste.
Dopo il processo del 1633 Galileo scrisse e pubblicò in Olanda nel 1638 il suo più grande trattato scientifico "Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze attinenti la mecanica e i moti locali" grazie al quale si considera il padre della scienza moderna.
Nel corso dei secoli che seguirono la Chiesa modificò la propria posizione nei confronti di Galilei: nel 1734 il Sant'Uffizio concesse l'erezione di un mausoleo in suo onore nella chiesa di Santa Croce in Firenze; Benedetto XIV nel 1757 tolse dall'Indice i libri che insegnavano il moto della Terra, con ciò ufficializzando quanto già di fatto aveva fatto papa Alessandro VII nel 1664 con il ritiro del Decreto del 1616. La definitiva autorizzazione all'insegnamento del moto della Terra e dell'immobilità del Sole arrivò con un decreto della Sacra Congregazione dell'inquisizione approvato da Papa Pio VII il 25 settembre 1822. Nel 1968 papa Paolo VI fece avviare la revisione del processo.
in anni più recenti così si è espresso Giovanni Paolo II:
« Come la maggior parte dei suoi avversari, Galileo non fa distinzione tra quello che è l’approccio scientifico ai fenomeni naturali e la riflessione sulla natura, di ordine filosofico, che esso generalmente richiama. È per questo che egli rifiutò il suggerimento che gli era stato dato di presentare come un’ipotesi il sistema di Copernico, fin tanto che esso non fosse confermato da prove irrefutabili. Era quella, peraltro, un’esigenza del metodo sperimentale di cui egli fu il geniale iniziatore. [...] Il problema che si posero dunque i teologi dell’epoca era quello della compatibilità dell’eliocentrismo e della Scrittura. Così la scienza nuova, con i suoi metodi e la libertà di ricerca che essi suppongono, obbligava i teologi a interrogarsi sui loro criteri di interpretazione della Scrittura. La maggior parte non seppe farlo. Paradossalmente, Galileo, sincero credente, si mostrò su questo punto più perspicace dei suoi avversari teologi. »

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Buongiorno, oggi è il 19 febbraio.
Il 19 febbraio 1473 nasce NIccolò Copernico.
Niccolò Copernico (Mikolaj Kopernik) è l'astronomo e cosmologo polacco noto per la teoria astronomica detta "teoria eliocentrica" o "teoria eliostatica", in base alla quale il Sole è immobile al centro dell'universo e la Terra, ruotando quotidianamente sul suo asse, gira nell'arco dell'anno attorno al Sole.
Questo grandissimo scienziato, fondamentale per la storia dell'umanità e l'evoluzione della scienza, è nato a Toruń (Polonia) il 19 febbraio 1473, centoundici anni prima di quell'altro autentico gigante che risponde al nome di Galileo Galilei.
Originario di una famiglia di commercianti e funzionari amministrativi di lingua tedesca e originari della Slesia, iniziò gli studi presso l'università di Cracovia nel 1491, grazie all'influente zio vescovo. Qui però non riuscì a conseguire la laurea motivo per cui, successivamente, si recò in Italia per studiare medicina e giurisprudenza, come era uso e costume di molti polacchi del suo ceto.
Nel frattempo lo zio gli aveva fatto assumere un canonicato a Frauenberg (odierna Frombork), carica di carattere amministrativo che necessitava degli ordini minori. Nel gennaio 1497 cominciò gli studi di diritto canonico presso l'università di Bologna e approfondì lo studio della letteratura classica; in quel periodo fu ospite di un professore di matematica, il quale, già critico verso Tolomeo e l'impostazione geografica classica che da lui traeva origine, lo incoraggiò allo studio di quelle materie, unite all'astronomia.
Una volta laureatosi, dunque, nel 1500 Copernico insegna astronomia a Roma e l'anno seguente ottiene il permesso di studiare medicina a Padova (presso l'università in cui Galileo insegnerà quasi un secolo dopo). Non contento, si laurea in diritto canonico a Ferrara nel 1503 per poi fare ritorno in Polonia, richiamato dagli impegni presi in precedenza come canonico.
Qui, tra il 1507 e il 1515 licenzia un trattato di astronomia nel quale già delinea sommariamente i principi della teoria eliocentrica e inizia la stesura della sua opera principale, il "De revolutionibus orbium coelestium" ("La rivoluzione delle sfere celesti"), che termina nel 1530 e che pubblica solo nel 1543, poco prima di morire (il giorno 24 maggio) grazie sostanzialmente a Rusticus, un giovane astronomo che fu per molti anni discepolo di Copernico. Da sempre, infatti, Copernico era assai restìo a divulgare le proprie conclusioni, anche per l'evidente contrasto fra queste ultime e le nozioni contenute nella Bibbia.
L'astronomo era fra l'altro l'ultimo degli aristotelici e la ragione che lo spinge a studiare un sistema diverso da quello tolemaico tra origine proprio dal fatto che il comportamento osservato dei pianeti non soddisfa completamente la fisica di Aristotele. Nel sistema tolemaico, ad esempio, essi non si muovono con velocità angolare uniforme, cosa che spinse Tolomeo ad aggirare la questione sostenendo che il moto era uniforme se visto non dal centro dell'orbita, ma da un punto equale. Copernico, da aristotelico pignolo, voleva invece mostrare che esisteva un sistema nel quale il moto circolare era uniforme.
Inoltre, la teoria cosmologica universalmente accettata prima dell'ipotesi copernicana concepiva l'esistenza di un universo geocentrico nel quale la Terra era fissa e immobile, al centro di diverse sfere concentriche rotanti che sorreggevano i vari pianeti del sistema solare (come lo chiamiamo noi oggi). Le sfere finite più esterne sostenevano invece le cosiddette "stelle fisse.
Nel suo trattato, invece, Copernico riprende, come si è visto, l'antica ipotesi eliocentrica (sostenuta appunto da alcuni antichi greci come i pitagorici), sia per la già ricordata crescente difficoltà di accordare l'ipotesi geocentrica di Tolomeo con l'osservazione dei fenomeni celesti (per dirne una: l'apparente moto retrogrado di Marte, Giove e Saturno, cioè un moto che sembra talora arrestarsi e procedere in direzione opposta), sia perché, assumendo il principio della semplicità e logicità dell'ordinamento divino del mondo, appariva assurdo che l'intero universo dovesse volgersi intorno a quel punto insignificante che è al paragone la Terra.
In base al principio della relatività del moto dunque, (ogni mutamento nello spazio può essere spiegato o per il movimento della cosa osservata o per quello di colui che osserva), Copernico ipotizza il triplice moto della Terra (attorno al proprio asse, intorno al Sole, rispetto al piano dell'eclittica), pur mantenendo le tesi aristotelico-tolemaiche dell'esistenza delle sfere celesti e della finitezza dell'universo delimitato dal cielo immobile delle stelle fisse.
In altre parole, Copernico dimostra che i pianeti ruotano attorno al Sole e che la Terra, ruotando, effettua una precessione sul suo asse, con un moto del tutto assomigliante a quello dell'oscillazione di una trottola.
Ad ogni modo, è bene sottolineare che il valore di Copernico non è tanto di avere inventato il sistema eliocentrico, ma di aver preso l'idea e di averne fatto un sistema che poteva permettere di fare delle previsioni accurate al pari di quelle tolemaiche. Nel cercare un sistema diverso da quello di Tolomeo, infatti, già Nicolò Cusano nel '400 (e precisamente nel "De docta ignorantia") aveva affermato che l'universo non era finito ma indeterminato e che quindi la terra doveva muoversi e non poteva essere al centro di nulla. Il sistema Tolemaico aveva resistito a lungo solo perché, in definitiva, era l'unico che permettesse di fare dei conti, delle previsioni: insomma, "funzionava" sempre meglio di qualunque altro sistema, risultando quindi vincente.
Allo stesso modo, è anche bene ricordare che i concetti Copernicani erano davvero di troppa difficile digestione per il senso comune del sedicesimo secolo, ragione per cui fino al 1600 compreso, sulla Terra esistevano solo una decina di copernicani e quasi tutti, si badi, estranei agli ambienti accademici.
In seguito, come si sa, dopo la condanna della teoria copernicana determinata dal processo intentato contro Galileo dalla Chiesa nel 1615-16, la teoria eliocentrica, sebbene osteggiata, prese il sopravvento, fino alla definitiva affermazione.
Dal punto di vista filosofico, il primo a trarre tutte le conseguenze delle teorie copernicane, prendendole come base per la propria tesi dell'infinità dei mondi, fu Giordano Bruno.
Copernico morì il 24 maggio 1543. Fu sepolto nella cattedrale di Frombork, in un punto per secoli non più identificabile. Nel 2005 archeologi polacchi iniziarono ricerche al di sotto del pavimento della cattedrale, rinvenendo infine una sepoltura. Applicando tecniche di medicina legale, tra cui la comparazione del DNA prelevato dai resti umani, con quello rinvenuto in alcuni capelli di Copernico trovati entro suoi libri, nel 2008 i ricercatori hanno potuto affermare in sicurezza di aver rinvenuto il corpo dell'astronomo.
Il 22 maggio 2010, dopo che i suoi resti avevano viaggiato per alcune settimane attraverso la Polonia, Copernico fu solennemente sepolto con onore nella cattedrale di Frombork. Una lapide in granito nero lo identifica come il fondatore della teoria eliocentrica. La lapide reca una rappresentazione del modello copernicano del sistema solare, un sole d'oro circondato da sei dei pianeti.

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Buongiorno, oggi è il 20 marzo.
Il 20 marzo 1916 Albert Einstein pubblica la sua teoria della relatività generale, un'estensione della relatività ristretta con cui nel 1905 aveva minato i concetti base del pensiero comune fino ad allora considerato immodificabile.
Per poter dare un’occhiata a questa teoria ed a come essa ha rivoluzionato il mondo della fisica occorre tornare un po’ indietro nel tempo e risalire fino a Newton ed al suo problema della ricerca del sistema di riferimento assoluto. Per poter descrivere qualsiasi fenomeno fisico sotto forma di legge è necessario avere un sistema di riferimento ed occorre che tale sistema di riferimento non alteri in alcun modo la nostra descrizione del fenomeno. Nella nostra vita quotidiana siamo portati spontaneamente a fare riferimenti quando facciamo delle misure, o quando diamo delle indicazioni. Per descrivere le leggi della fisica dobbiamo definire una categoria di sistemi di riferimento, detti inerziali. Nei sistemi di riferimento inerziali vale il principio di inerzia o prima legge della dinamica che afferma che se un corpo non è soggetto a forze fisiche esso rimane nel suo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme. Questa definizione del principio di inerzia è dovuta a Galileo Galilei.
Un sistema non inerziale è quindi un sistema associato ad un corpo sottoposto a forze e quindi ad una accelerazione. Trovato un sistema inerziale, se ne possono definire infiniti altri purché il moto relativo di ognuno di questi sistemi sia rettilineo uniforme.
Un esempio di situazione in cui vale il principio di inerzia è il volo delle sonde spaziali nel cosmo. Una volta che queste sonde sono sfuggite alla forza di gravità della Terra, esse continuano il loro viaggio con velocità costante, la velocità che avevano nel momento in cui non subivano più la forza di gravità. Se tutti i sistemi di riferimento inerziali hanno moti relativi, ci si chiede quale è, fra tutti questi, quello che è in quiete assoluta, cioè fermo.
Il problema di Newton consisteva nel trovare un sistema inerziale in quiete assoluta e si pensò di trovare tale sistema introducendo l’esistenza dell’etere, una sorta di quasi-vuoto, trasparente, impalpabile e legato alle stelle fisse. Tutti i sistemi inerziali hanno quindi un moto rispetto all’etere anche se tale moto è costante, cioè rettilineo uniforme.
Il bisogno della ricerca dell’etere si fa più pressante quando si ha l’unificazione delle forze elettriche e magnetiche ad opera di James Clerk Maxwell. Una carica elettrica (ad esempio un elettrone) che oscilla nello spazio genera un campo elettromagnetico che si propaga sotto forma di onda piana. Il problema sta nell’individuare il mezzo di propagazione delle onde elettromagnetiche.
Le conoscenze che si avevano alla fine del secolo scorso dei fenomeni ondulatori mostravano che era necessario averne uno: le onde sonore si propagano nell’aria, mentre l’acqua propaga le perturbazioni. Per le onde elettromagnetiche il mezzo di propagazione non poteva essere il vuoto e quindi venne riesumato l’etere.
Un esperimento, molto noto, fatto nel 1887 da Michelson e Morley, eseguito proprio per misurare la velocità della Terra nell’etere, mostra inconfutabilmente che tale velocità è nulla. Sulla base di tale esperimento Einstein ipotizza che l’etere non esista e di conseguenza non esiste un sistema di riferimento assoluto: i moti sono tutti relativi. All’epoca di Einstein già si sapeva che la luce e più precisamente la radiazione elettromagnetica, si propagava con velocità finita pari a circa 300.000 km/sec.
Già verso la fine del 1600 l’astronomo danese Roemer constata che la luce ha una velocità finita. Osservando le eclissi dei satelliti di Giove nota che c’è un ritardo tra la posizione dei satelliti e la previsione. Giustamente Roemer imputa il ritardo al fatto che la luce non si propaghi istantaneamente e dà una prima valutazione della velocità della luce: circa 220.000 km/sec. Considerando l’epoca di questa misura, è un’ottima approssimazione.
Da questi presupposti Einstein enuncia i suoi postulati di relatività:

    Le leggi della fisica hanno la stessa forma in tutti i sistemi di riferimento inerziali;
    La luce ha una velocità finita sempre uguale in tutti i sistemi di riferimento inerziali.

Il secondo postulato quindi pone un limite invalicabile alle velocità in natura. Se in qualsiasi sistema di riferimento inerziale un segnale luminoso ha la stessa velocità, sarà impossibile superare tale limite. Supponiamo di trovarci su un’astronave in moto ad una velocità sostenuta. Se dall’astronave viene inviato un segnale luminoso nel verso di percorrenza dell’astronave, un osservatore fermo rispetto all’astronave dovrebbe vedere quel segnale muoversi ad una velocità pari alla somma della velocità della luce più quella dell’astronave. Il secondo postulato di relatività afferma che ciò non è vero: il segnale luminoso per l’osservatore fermo si muoverà sempre alla velocità della luce.
All’epoca di Einstein fare simili ipotesi era senz’altro azzardato, ma nel seguito i due postulati si sono dimostrati corretti tutte le volte che se n’è cercata la verifica. Da questi due postulati apparentemente semplici si deve edificare nuovamente tutta la fisica, migliorandone quelle parti che sono in contrasto coi postulati di relatività. Ciò significa che la fisica newtoniana ha una sua validità limitata al campo delle velocità molto basse rispetto alla velocità della luce. Il solo fatto di considerare la luce come una velocità limite della natura porta come immediata conseguenza l’eliminazione del concetto di tempo assoluto.
Nella fisica di Galileo e Newton il tempo scorre in modo assoluto in tutti i sistemi di riferimento; infatti un intervallo di tempo tra due eventi in un sistema di riferimento inerziale è lo stesso se misurato in un altro sistema in moto rispetto al primo. Nella relatività ristretta la situazione non è più la stessa. Per un osservatore che viaggia a velocità prossime a quelle della luce il tempo scorre più lentamente che per l’osservatore fermo. Per l’osservatore in moto l’intervallo di tempo è sempre lo stesso, cambia la sua misura quando si passa da un sistema all’altro.
Questo è dovuto al fatto che nella teoria della relatività la luce impiega tempo per collegare due punti dello spazio. Tale fenomeno è noto col nome di dilatazione del tempo. È chiaro però che nel momento in cui consideriamo eventi che si muovono a velocità molto basse rispetto a quella della luce vale la fisica classica così come la si impara a scuola.
Altra conseguenza della teoria della relatività ristretta è che un oggetto che si muove a velocità prossima a quella della luce appare ad un osservatore in quiete, più corto rispetto alla dimensione dell’oggetto medesimo in quiete. Quest’effetto noto come la contrazione delle lunghezze è un effetto che non può essere misurato direttamente, cioè non può essere verificato, a differenza del primo effetto relativistico, la dilatazione del tempo, che può essere quantificato sperimentalmente in vari modi. La dilatazione del tempo e la contrazione delle lunghezze sono le conseguenze più vistose della relatività ristretta.
Anche nel caso della teoria della relatività ristretta, come per tutte le teorie è sempre necessario che ci siano delle verifiche sperimentali. Dato che la contrazione delle lunghezze non può essere verificata, l’unico effetto realmente misurabile è la dilatazione del tempo. Tali misure vengono eseguite nei laboratori di fisica atomica dove studiando il tempo di vita delle particelle subatomiche, in quiete ed in moto, è possibile verificare appunto che le particelle in moto relativistico vivono più a lungo di quelle in quiete o comunque in moto newtoniano.
Unitamente a queste verifiche sulla dilatazione del tempo, quando una particella viene accelerata sempre più affinché raggiunga una velocità prossima a quella della luce, l’energia spesa per tale accelerazione si trasforma in massa, cioè aumenta la massa della particella in questione. Al limite, una particella che raggiunga la velocità della luce (e non sia un fotone, cioè un quanto di luce), dovrebbe avere una massa infinita.

La relazione che lega queste grandezze è la ben nota:

E = mc2

dove E è l’energia, m è la massa e c è la velocità della luce moltiplicata per se stessa due volte.
Molti altri esperimenti simili hanno sempre dimostrato la totale validità di questa teoria. Altro concetto di grande importanza nella relatività ristretta è lo “spaziotempo”: in relatività ristretta, dato che il tempo non è più assoluto, non è possibile slegare il concetto di spazio da quello di tempo. Il tempo diventa quindi un’altra coordinata da aggiungere alle tre spaziali che già conosciamo.
D’altronde anche noi in pratica usiamo quattro coordinate o quattro dimensioni nella vita di tutti i giorni. Quando fissiamo un appuntamento con una persona indichiamo un posto (tre coordinate per lo spazio) e l’ora (una coordinata per il tempo). La differenza sta nel fatto che in questa teoria si stabilisce un legame geometrico tra lo spazio e il tempo.
Dal concetto di tempo relativo si passa poi alla conseguenza che la simultaneità degli eventi viene a cadere quando abbiamo sistemi di riferimento in moto relativo. Due eventi si dicono simultanei quando accadono nel medesimo istante. Nella relatività ristretta, eventi che sono simultanei se misurati in un determinato sistema di riferimento inerziale senz’altro non lo saranno più se osservati da un altro sistema di riferimento inerziale in moto uniforme.
La relatività ristretta ed ancor di più la relatività generale, che è il miglioramento di questa teoria, hanno cambiato completamente il modo di porsi davanti alla natura.
Accettare che esiste una velocità limite, invalicabile, ha posto dei confini a ciò che noi possiamo fare. Ad esempio questa velocità rende di fatto impossibile i viaggi interstellari perché, pur essendo elevata la velocità della luce rimane sempre piccolissima rispetto alle distanze tra le stelle, inoltre per accelerare una astronave a velocità prossime a quella della luce occorre una quantità di energia talmente elevata da prosciugare tutte le riserve della Terra per secoli. Inoltre osservare oggetti celesti, come le galassie, che sono a distanze dell’ordine delle decine di milioni di anni luce (un anno luce è la distanza che compie la luce in un anno pari a circa 10.000 miliardi di chilometri) significa vedere tali oggetti come erano quando la luce è partita, cioè milioni di anni fa. Di fatto è come viaggiare indietro nel tempo.
Il fenomeno della dilatazione del tempo implica che un astronauta che viaggiasse alla velocità della luce per andare, ad esempio, alla stella più vicina, distante circa 4 anni luce, al suo ritorno sulla Terra, troverebbe non più la gente invecchiata di 8 anni, ma di secoli. Molto probabilmente si perderebbe il ricordo della sua partenza. Per lui sono passati fisicamente 8 anni, per chi è rimasto sulla Terra, col tempo relativisticamente dilatato, sono passati dei secoli. I concetti nuovi della relatività oltre a rivoluzionare la fisica ci costringono a confrontarci con situazioni che richiedono tempo e pazienza per essere accettate ed in seguito comprese.