Divulgazia vera, in aiuto della etalpa 1

Parte prima, ovvero ma perché einstein non gli davano il ritalin?


E dunque, siccome che mi devono dire come fare funzionare certe cose
del lavoro e però facile che non lo sanno neanche loro e quindi tirano
in lungo, mentre che aspetto passo il mio tempo a fare il divulgativo
e cerco di spiegare agli Sciocchi Umanisti tutta questa cosa del post
della etalpa e le sue freccette. Che non me ne voglia, non che non
fosse chiaro il concetto, eh... Ma è che coi problemi di distinguere
la mano destra da quella sinistra della nessie, non è facile...E
come si suol dire, I know my chicken.

Allora, praticamente funziona così: che in questi post qui vi devo
raccontare prima un po' di fisica ma di quella facile da bambini
scemi, non vi preoccupate. Così poi nei prossimi vi spiego questa cosa
del bosone di Higgs e di tutto il casino delle freccette e
dell'esplosione al Cern.

Allora dunque. In pratica, alla fine dell'ottocento c'era tutta una
bella situazione per i fisici, nel senso che tutto funzionava, tutto
era bello stabile e chissene. In pratica c'erano le mele di niuton che
cadevano e che facevano stare la luna al suo posto, c'era uno che si
chiamava maxwell che aveva copiato biecamente un sacco di equazioni di
gente prima di lui e le aveva chiamate le equazioni di maxwell, che
servono per parlare di elettricità e calamite, eccetera
eccetera. Ecco.

Ora, copia che ti copia, maxwell se ne esce con una roba che dice: ah!
Per funzionare, la roba elettrica deve andare sempre in giro: chi si
ferma è perduto! Dice la luce a maxwell. E maxwell, che copiava, dice
vabbè, sarà così, e scrive nelle sue formule: la luce dice che chi si
ferma è perduto. Non si può fermare. E tutti a dire ah eh sì sì beh
certo ah oh. Ora, però: l'altro che abbiamo citato perché lo
conoscevano già tutti è niuton: effe uguale emme a, per quelli che han
fatto le superiori e forse anche le medie. Un cardine della
scienza. Una roba fighissima. Che con quella roba lì ci mandi Gagarin
nello spazio, per dire. Che è di una precisione che prevedi le eclissi
di luna tra mille milioni di anni e giurano che funziona (bella
forza...). Vabbè insomma. Niuton dice: se vuoi fare accelerare un
corpo, applicaci una forza. Se il corpo è grosso, spingi di
più. Questo dice, fondamentalmente, Niuton. Allora praticamente,
Niuton ci dice che per andare forte basta spingere forte, maxwell ci
dice: la luce non si ferma mai.

Se avete sedici anni e siete einstein, vi fate delle pippe
mentali. Se siete sempre einstein e ne avete ventisei, rivoluzionate
la fisica. Se avete più di ventisei anni o non siete einstein,
beh..Rassegnatevi. Supponiamo vera quest'ultima ipotesi e andiamo
avanti.

Allora, a qualunque persona civile del mondo, quei due fatti lì non
danno nessun problema. Uno dice boh, me ne sto. Invece einstein, a non
dargli il ritalin nonostante le linguacce, le calze al contrario e i
capelli dritti in testa, sta lì e dice: non mi torna. Ecco cosa.

Fate finta di andare veloci velocissimi. Tipo veloci come la luce. La
velocità della luce è ci. Perché è più veloce di uno starnuto a
primavera. Ci. Ci è tanto, tipo un po' più di un milione di chilometri
all'ora. Ma fate finta di andare veloci così uguale. Siete lì che
correte velocissimi quando ecco che prendete un
autovelox. Flash. Siccome che andate veloci come la luce, vi vedete il
lampo che vi segue, fermo rispetto a voi. Ecco che allora la luce è
ferma rispetto a voi. Urgh. Povero maxwell... Gli abbiamo violato un
principio.

Violare un principio a un fisico è un po' come mettergli il guttalax
nel caffé: prima contorce tutta la faccia e poi se la prende con voi
che siete dei bastardi maledetti e morirete tutti. Quindi conviene far
finta di niente e dire no no! Non sono stato io! Non ti ho violato
nessun principio! e far finta di niente. Solo che in questo caso c'è
un problema: niuton.

Eh sì, perché niuton, a ben vedere, rende inevitabile il guttalax: che
ci vuole per andar veloce come la luce? Facile: basta spingere un po'
di più. Se diciamo a maxwell niente guttalax, mettiam come le briciole
nel letto di niuton: niuton dice ah! la mia legge violata! Un bel
pasticcio, insomma.

Mentre che sono lì a battagliare tra guttalax e briciole nel letto,
ecco che arriva il nostro ossessivo compulsivo crucco. Che lavorava
nel pubblico, bella forza che aveva un sacco di tempo per le pippe
mentali.

Allora, praticamente einstein dice che per far tutti contenti, bisogna
fare due cose: la luce va sempre alla velocità della luce, rispetto a
tutto quanto. E questo è vero in tutti i sistemi inerziali. E' l'unica
soluzione. Quindi dovrà essere che quando il flash parte
dall'autovelox, ci supera alla velocità della luce. E a questo punto
c'è tutto un casino. Che il buon einstein risolve.

Ecco cosa dice: ci vuole intanto di mettere il tempo come un'altra
dimensione.

Qui ci vuole una digressione: in effetti sembra un po' una scemata,
questa cosa che il tempo è una dimensione. Che discorsi sono: mica
posso comprarmi una casa di cento metri quadri e sei anni. Allora però
in realtà dobbiam dare una definizione di dimensione... Tutto sta ad
essere daccordo su cosa vuol dire cosa.

Intanto: quali sono le tre dimensioni? Facile: sopra-sotto,
avanti-indietro, destra-sinistra. Fatto e finito. Con tre indicazioni
(coordinate, le chiamano), una per ogni direzione, possiamo indicare
qualunque punto dello spazio. Tipo via de marini, angolo via di
francia, sesto piano. Ecco dove sono io. E il tempo? Che ci azzecca?
Beh... Intanto il tempo è prima-dopo. Sospettosamente simile alle
altre dimensioni. E poi, con quattro indicazioni riesco a dare un
punto dello spaziotempo: via de marini, angolo via di francia, sesto
piano, ottoecinquantadelmattino. Io che entro a
lavorare. Vualà. Capito come il tempo è una dimensione? Nel senso che
si comporta abbastanza come le altre. Ci sono anche differenze, eh,
non dico di no. Ma in generale si assomigliano abbastanza.

Ecco, einstein dice ah! Facile! In realtà tutto tuttissimo va sempre
alla velocità della luce. Sempre. Tutto. Solo che lo fa nello spazio
tempo. In pratica funziona così: se vai veloce nello spazio, vai più
piano nel tempo. E' tutta la storiella dei gemelli nello spazio. Se
vai velocerrimo nel senso che fai un sacco di spazio in poco tempo,
allora fai poco tempo in poco tempo. Da arrotolarsi la testa. Però
funziona. E si dimostra così:

Fate finta di avere un orologio fotonico. Un orologio fotonico è anche
meglio di un orologio gigabolico o supersfazzo. E' proprio, cioè,
fotonico. E' fatto così: ingredienti: due specchi perfetti, un sacco
di spazio, un fotone, un occhio vigile e attento, colla vinilica,
patatine ikea e una birra di natale. Metti i due specchi perfetti a
centocinquantamila chilometri di distanza, uno di fronte
all'altro. Fissali con la colla vinilica. Prendi il fotone e con molta
attenzione fallo partire da uno specchio. Mentre lo maneggi, ricordati
di scuoterlo sempre un po' per non dar fastidio a maxwell. Una volta
partito, il fotone rimbalzerà da uno specchio all'altro mettendoci un
secondo per fare avanti e indietro. Stai a guardare il fotone andare
avanti e indietro mentre mangi le patatine ikea e bevi la birra di
natale. Finita la birra, sarai abbastanza ubriaco da essere convinto
di aver costruito l'equivalente di un pendolo fatto con un fotone. Le
patatine eviteranno spiacevoli mal di testa l'indomani.

Ora che abbiamo il nostro orologio fotonico, andiamo avanti
nell'esperimento. Mmmm. Ci serve un treno. Un treno bello
veloce. Compriamolo rivendendo viale dei giardini (che è inutile ai
fini della nostra ricerca e poi fa così borghese) e la
Kamchatka. Compriamoci il macondo express: corre forte e divora la
foresta. Piantiamo nuovi alberi al posto della foresta divorata e
usiamo il fatto che corre forte. Ora, buttiamo via il ghiaccio, che
mica siamo nel centro america del secolo scorso e un frizerino ce lo
possiamo anche permettere, e montiamo il nostro orologio fotonico sul
vagone del ghiaccio. In verticale. Uno specchio sul pavimento e uno
sul soffitto del vagone. Il fatto che il vagone debba essere alto
centocinquantamila chilometri non è un problema, stiamo divorando la
foresta e nella foresta non ci sono gallerie.

A questo punto prendiamo un amico fidato. Lo mettiamo sul treno e lo
lanciamo a tipo novecentomila chilometri all'ora. Il treno tutto, non
solo l'amico. Se non soffrite il treno, potete anche andare voi sul
treno e lasciare l'amico a terra, ma magari poi si offende che non gli
fate fare cose abbastanza importanti, quindi lasciamo l'amico sul
treno. L'amico sul treno guarda l'orologio fotonico. Il fotone, dal
suo punto di vista fa su e giù. In linea retta, come prima da
fermi. Tic tac. In un secondo fa trecentomila chilometri. Tutto
regolare. Mentre il treno passa, guardiamo anche noi il fotone: dal
nostro punto di vista, il fotone non fa più una bella riga verticale
perché il treno corre. E quindi ci dobbiamo mettere anche la
componente della velocità del treno che è un bel po'. Ecco, quindi dal
nostro punto di vista la traiettoria del fotone è un bel zigzag tipo
la greca della maglia di Charlie Brown. In un secondo va su e giù, ce
lo dice il nostro amico a bordo. Solo che per noi andare su e giù vuol
dire fare il tetto di una casa, invece di una riga dritta verticale.
Spero riusciate a visualizzarla, questa cosa. Ora, è ovvio che le
righe oblique che vediamo noi sono più lunghe di quelle dritte che
vede l'amico. Si capisce col teorema di pitagora. Oppure
intuitivamente, va bene lo stesso, se avete fatto scienze delle
merendine e non sapete il teorema di pitagora. Allora ricapitoliamo:

Amico sul treno: in un secondo un suegiù lungo ics. Orologio fermo
relativamente a lui. Noi alla stazione di macondo: in un secondo un
suegiù lungo più di ics. Orologio in movimento rispetto a noi.
Velocità della luce, sempre ci. Quella non cambia mai. E come fa la
luce a fare più strada nel nostro caso che in quello dell'amico
andando sempre alla stessa velocità e mettendoci lo stesso tempo?

Umpf vediamo: la velocità è quanto spazio percorriamo in un certo
tempo. Ci vuole un'equazione ma di quelle stupide da quarta
elementare. vu uguale ics diviso ti. v=x/t. Vu è la velocità, ics è
quanto spazio facciamo e ti il tempo che ci mettiamo. Allora, nel
primo caso quello dell'amico abbiamo c=1 suegiù/1secondo, nel secondo
caso, il nostro, abbiamo c = (1suegiù + 1spostamentodeltreno) /
1secondo. Cosa vuol dire? Vuol dire che per l'amico in un secondo si
fa meno strada alla stessa velocità di quella che si fa dal nostro
punto di vista. Si riesce a fare meno cose nello stesso tempo, cioè il
tempo va più veloce e sembra non bastare mai. Insomma dipende dai
punti di vista. E' relativo. Ecco, una relatività speciale.

La relatività speciale, che è questa cosa che se vai veloce il
tempo si contrae e lo spazio si dilata ha un sacco di conseguenze
interessanti tipo che è vietato fare il teletrasporto istantaneo,
perché niente può andare più veloce della luce e robe
così. E poi ci è anche la più famosa delle formule: e uguale
a emme ci al quadrato. E=mc. Questa roba qui la sanno tutti ma non la
capisce quasi nessuno. Vuol dire che l'energia che ha ogni cosa è
uguale alla sua massa moltiplicato la velocità della luce al
quadrato.

Praticamente, per fare un esempio o due: supponiamo di prendere un
sassetto. Diciamo che pesa non so, cinquanta grammi. Ecco allora se la
massa è cinquanta grammi, E=mc2, viene tipo quattromilioniemmezzo di
Joule, cioè grossomodo unmilionecentomila calorie. Un sacco di
energia, che si chiama energia a riposo e che ogni cosa ha. Ma se
E=mc2 è una roba che vale sempre, allora possiamo avere quest'idea
geniale qui: invece che usare i chili per la massa e i joule per
l'energia, possiamo usare i chili per l'energia oppure i joule (o le
calorie o quant'altro misuri energia) per misurare la massa. Ad
esempio, potremmo dire del sassetto di prima che ha una massa di
unmilionecentoventicinquemila calorie. Usando la formulozza di
einstein, sapremmo subito quanto fa in chili. Ecco. Facile, no?
Bene. Questo dato poi ci serve, ma prima dobbiamo parlare di quanti e
particelle.