I due seguenti articoli, più che essere una critica alla persona di Albert Einstein (cui riconosciamo tutti i suoi meriti come scienziato e come uomo e anche l’enorme contributo da lui apportato alla scienza degli ultimi tempi), vogliono piuttosto mettere in luce alcuni aspetti poco convincenti della sua Teoria della Relatività, aspetti ancora poco conosciuti ai più in quanto da sempre ritenuti “scomode verità” e quindi volutamente taciuti dall’intero “clero” accademico-scientifico.
~ Ciro Scotto ~
Albert Einstein il plagiario – ovvero come una truffa può cambiare la storia del mondo
Articolo di Richard Moody Jr.
comparso sul numero 52 della rivista bimestrale “Nexus new time” Edizione italiana
Riassunto
I sostenitori di Einstein si sono comportati in un modo che sembra alterare i documenti storici. Albert Einstein (1879-1955), “Uomo del secolo” secondo la rivista Time, scrisse un lungo trattato su una teoria della relatività speciale (in effetti recava il titolo “Saggio sull’elettrodinamica dei corpi in movimento”, 1905), senza riportare testi di riferimento di sorta; prima che Einstein stilasse il documento del 1905, molti dei concetti chiave che presentò erano noti a Lorentz e a Poincaré.
Come era sua tipica caratteristica, Einstein non elaborò le teorie; si limitò a requisirle.
Si impadronì di un corpus di sapere già esistente, selezionò e raccolse i concetti che preferiva, quindi li intrecciò in un resoconto sul proprio contributo alla relatività speciale.
Tutto questo avvenne con la totale consapevolezza e approvazione da parte di molti dei suoi pari, come nel caso degli editori degli “Annalen der Physik” (la rivista specializzata di fisica dove Einstein pubblicò il saggio, n.d.r.).
L’equazione più celebre di tutti i tempi è E=mc2, convenzionalmente attribuita alla sola competenza di Albert Einstein (1905). Comunque sia, la conversione della materia in energia, e dell’energia in materia, era nota a Sir Isaac Newton (“corpi ordinari e luce sono reciprocamente convertibili….., 1704).
Prima ancora che ad Einstein, l’equazione può essere attribuita a S.Tolver Preston (1875), a Jules Henri Poincaré (1900) e ad Olindo De Pretto (1904).
Dal momento che Einstein non ricavò mai correttamente E=mc2 (Ives, 1952), sembra non esservi alcunché a collegare l’equazione a qualcosa di originale dello stesso Einstein.
La presentazione selettiva dei dati dell’eclissi del 1919, ad opera di Arthur Eddington, in modo che apparentemente corroborassero la teoria generale della relatività “di Einstein”, è sicuramente uno dei massimi imbrogli scientifici del XX secolo; il prodigo sostegno di Eddington ad Einstein, modificò il corso della storia; Eddington era più interessato ad incoronare Einstein principe della scienza che a verificare la teoria.
La comunità dei fisici, forse inconsapevolmente, ha intrapreso una sorte di frode e cospirazione silenziosa; questo è il risultato dell’essersi limitati a stare a guardare mentre si verificava l’iperinflazione dei documenti e della reputazione di Einstein.
Introduzione
La scienza, per propria natura intrinseca, è di corte vedute. In linea generale, i chimici, leggono e scrivono di chimica, i biologi di biologia, i fisici di fisica. Tuttavia è possibile che costoro si trovino in competizione per accaparrarsi lo stesso dollaro destinato alla ricerca (nel suo senso più lato); quindi nel caso gli scienziati desiderino più denaro per se stessi, allora potrebbero decidere di competere in senso sleale, ed il modo per farlo è quello di convincere gli enti che erogano i finanziamenti, di rappresentare una branca della scienza che è più importante di qualsiasi altra. Se gli enti di finanziamento dove esserlo riconoscerlo, ciò comporterebbe difficoltà per le restanti scienze. Uno dei metodi per ottenere più denaro, è quello di creare un supereroe – un supereroe come Einstein.
La reputazione di Einstein è il prodotto della comunità dei fisici, dei suoi seguaci e dei media. Ciascuno di questi gruppi. Trae enormi vantaggi elevando Einstein ad icona; la comunità dei fisici, riceve miliardi di dollari in sovvenzioni per la ricerca, i sostenitori di Einstein vengono generosamente gratificati e le corporazioni dei media , come la rivista Time, riescono a vendere milioni di copie, piazzando sulla propria copertina Einstein come “l’uomo del secolo”.
Quando lo scandalo scoppierà, la comunità dei fisici, i sostenitori di Einstein ed i media cercheranno di minimizzare le notizie negative, conferendo loro una interpretazione positiva. I loro sforzi comunque, verranno smascherati quando il documento di Einstein dal titolo “Saggio sull’elettrodinamica dei corpi in movimento”, verrà considerato per quello che è in realtà: il perfetto atto di plagio del XX secolo.
Relatività speciale
Jules Henri Poincaré (1854-1912) fu un grande scienziato e apporto un rilevante contributo alla teoria della relatività speciale. Il sito Internet della Encyclopedia of Philosophy riporta che Poincaré: “delineò una versione preliminare della teoria speciale della relatività”; affermò che la velocità della luce è una velocità limite (nel suo documento del 1904, Poincaré indicava “una meccanica di tipo completamente nuovo, secondo la quale l’inerzia crescente in concomitanza con la velocità della luce diverrebbe un limite e non verrebbe superata”); ipotizzò che la massa dipende dalla velocità; formulò il principio di relatività, secondo cui nessun esperimento meccanico o elettromagnetico può distinguere fra uno stato di quiete ed uno di moto uniforme; e ricavò la trasformazione di Lorentz.
Appare evidente di quanto Poincaré fosse profondamente addentro nella relatività speciale. Anche Keswani (1968) fu indotto ad affermare che: “Già nel 1895 Poincaré, l’innovatore, aveva ipotizzato che è impossibile individuare il “moto assoluto” e che nel 1900 introdusse “il principio di moto relativo”, che in seguito nel suo libro – Science and Hypothesis – , pubblicato nel 1902, definì con i termini equivalenti di “legge della relatività” e “principio di relatività”. Einstein quando redasse il suo documento nel 1905 privo di testi di riferimento, non riconobbe nessuno dei precedenti lavori teorici di Poincaré.
Oltre ad avere delineato la versione preliminare della relatività, Poincaré fornì una parte cruciale dell’intera teoria – vale a dire la sua trattazione del tempo locale; egli inoltre, ideò il concetto di sincronizzazione degli orologi, fondamentale nella relatività speciale.
Charles Nordman, fu indotto a scrivere: “Si dimostrerà che il credito della maggior parte delle cose che vengono attualmente attribuite ad Einstein è, in realtà, dovuto a Poincaré… e secondo l’opinione dei relativisti sono gli strumenti di misurazione a determinare lo spazio e gli orologi a determinare il tempo. Tutto questo era già noto a Poincaré e ad altri ben prima dell’epoca di Einstein, e ascrivendo a quest’ultimo la scoperta, si fa torto alla verità”.
Altri scienziati non sono rimasti colpiti dalla teoria della relatività generale, “di Einstein”, tanto quanto lo è stato il pubblico. In Physics in my generation (1956), Max Born ha scritto: “ Un’altra curiosa caratteristica del lavoro di Einstein del 1905, ormai famoso, è l’assenza di qualsiasi riferimento a Poincaré o a chiunque altro. Dà l’impressione di un’impresa del tutto nuova. Tuttavia, come ho cercato di spiegare, ciò ovviamente non corrisponde a verità”. G.Burniston Brown (1967), notava che “contrariamente all’opinione comune, risulterà chiaro che nella derivazione delle utili formule della teoria della relatività speciale o ristretta, Einstein ha svolto un ruolo di minore importanza, mentre Whittaker ha chiamato in causa la teoria della relatività di Poincaré e di Lorentz…”.
In virtù del fatto che in alcuni ambienti la teoria della relatività speciale di Einstein era conosciuta come la teoria della relatività di Poincaré e Lorentz, si sarebbe indotti a pensare che questi ultimi potrebbero aver avuto qualcosa a che fare con la sua formulazione. Nel documento di Einstein ciò che disturba è il fatto che anche se Poincaré era il massimo esperto mondiale di relatività, apparentemente Einstein non aveva mai sentito parlare di lui né pensato che avesse fatto alcunchè degno di essere citato come riferimento!
Sulla teoria della relatività speciale Poincaré fece alcuni commenti degni di nota, in occasione di un discorso pubblico, pronunciato nel Settembre del 1904.
“Da tutti questi risultati, sempre che siano confermati, deriverebbe una meccanica interamente nuova….sarebbe caratterizzata soprattutto dal fatto che nessuna velocità potrebbe superare quella della luce….perché i corpi opporrebbero una crescente inerzia alle cause, che tenderebbero ad accelerare il loro moto; tale inerzia diverrebbe infinita allorquando ci si avvicinasse alla velocità della luce…..Non diversamente da un osservatore trasportato in una traslazione, costui non ha sospettato che qualsiasi velocità apparente potesse superare quella della luce: e questo rivelerebbe una contraddizione, se teniamo presente che tale osservatore non userebbe gli stessi orologi di un osservatore fisso ma, naturalmente, orologi indicanti “l’ora locale”.
Einstein il plagiario
Ora è il momento di esprimere chiaro e tondo quello che era Einstein: anzitutto un plagiario. Egli si fece ben pochi scrupoli a rubare il lavoro di altri e a proporlo come proprio; che la cosa fosse intenzionale appare alquanto ovvio.
Prendete in considerazione il seguente brano tratto da: “Einstein – the life and time” di Roland W.Clark (qui non vi sono riferimenti a Poincaré; soltanto alcune citazioni irrilevanti); questo è quanto si legge a pagina 101: “Il saggio sull’elettrodinamica dei corpi in movimento…è, sotto molti aspetti, uno dei più considerevoli documenti scientifici che sia mai stato scritto. Anche la forma e lo stile erano insoliti”.
Perché Einstein, con la sua formazione da impiegato dell’ufficio brevetti, non avvertì la necessità di citare testi di riferimento nel suo articolo sulla relatività speciale ? Ci si aspetterebbe che egli, in quanto neofita, riporti tali testi in abbondanza, piuttosto che il contrario.
Inoltre sarebbe lecito attendersi che un editore, di fronte ad un lungo manoscritto, che ovviamente non è stato accreditato, rispetti degli standard in un certo qual modo più elevati ? Apparentemente quando lo scritto fu pubblicato sugli Annalen der Physik non vi fu alcuna iniziativa di controllo qualitativo; gli editori più competenti lo avrebbero respinto senza nemmeno prendersi la briga di leggerlo e, come minimo, sarebbe stato lecito aspettarsi che un editore svolgesse delle ricerche nella letteratura relativa, per accertarsi che la rivendicazione di primogenitura di Einstein fosse corretta.
Max Born nel 1956 ha affermato: “Il punto sorprendente è che esso non contiene un singolo riferimento ad opere precedenti”; egli indica chiaramente che l’assenza di riferimenti è anomala e che, anche per gli standard di inizio secolo, la cosa è assai peculiare, persino dilettantesca.
Einstein imbrogliò le cose per evitare gli addebiti di plagio, che tuttavia erano chiare.
Acquisiamo da Bjerknes (2002) il seguente brano di James MacKaye: “La spiegazione di Einstein
è un mascheramento dimensionale di quella di Lorentz….Quindi la teoria di Einstein non è la negazione o un’alternativa a quella di Lorentz; si tratta solamente di un suo duplicato di un suo mascheramento….Einstein sostiene costantemente che la teoria di Lorentz è corretta, solo che si trova in disaccordo co la sua “interpretazione”. Non è chiaro, quindi, che in questo, come in altri casi, la teoria di Einstein è semplicemente un mascheramento di quella di Lorentz e che l’apparente disaccordo relativo alla “interpretazione”, si riduce soltanto ad una questione di termini?”.
Poincaré ha scritto 30 libri ed oltre 500 saggi di argomento filosofico, matematico e fisico; Einstein a sua volta scrisse sugli stessi argomenti, ma negò di aver mai letto i contributi di Poincaré alla fisica.
Tuttavia molti concetti di Poincaré – ad esempio che la velocità della luce è un limite e che la massa aumenta con la velocità – finirono nel “Saggio sull’elettrodinamica dei corpi in movimento” di Einstein, senza essere accreditati.
L’azione di Einstein di saccheggiare quasi interamente l’opera di Lorentz e Poincaré per stilare il proprio scritto diede l’inizio al plagio; nell’era dell’informatica, questo genere di plagio non potrebbe mai essere protratto indefinitamente, tuttavia la comunità dei fisici non ha ancora ristabilito la verità.
In un suo documento del 1907 Einstein espose le proprie opinioni sul plagio: “Mi sembra che sia nella natura delle cose che quanto segue sia già stato parzialmente risolto da altri autori. Ciononostante, dato che in questa sede i temi in questione vengono affrontati secondo una prospettiva inedita, ho la facoltà di omettere una rassegna del tutto pedantesca della letteratura relativa…”.
Con questa affermazione, Einstein dichiarò che il plagio debitamente confezionato, costituisce un accettabile strumento di ricerca.
Ecco la definizione di “plagiare” desunta da una fonte inoppugnabile, il Webster’s New International Dictionary of the English Language, seconda edizione integrale (1947), pagina 1878: “Rubare o sottrarre e quindi far passare per proprio (idee, parole, produzioni artistiche, etc, di qualcun altro). Commettere plagio”. Non si tratta esattamente di quello che ha fatto Einstein ?
Riconoscere i dovuti crediti comprende due aspetti: tempismo e adeguatezza. Dire al mondo 30 anni dopo, che Lorentz fornì le basi della relatività speciale, non è tempestivo, né adeguato, né conferisce i crediti dovuti. Niente di ciò che Einstein scrisse “ex post facto” (in modo retroattivo, ndt) rispetto ai contributi di Lorentz, altera la fondamentale azione di plagio.
Einstein espone la reale natura del plagio nel suo saggio del 1935, “Derivazione elementare dell’equivalenza tra massa ed energia” nel quale, in una discussione con Maxwell, scrisse: “Il quesito riguardante l’indipendenza di quelle relazioni è naturale in virtù della trasformazione di Lorentz, la reale base della relatività speciale..”.
Così Einstein giunse persino a riconoscere che la traformazione di Lorentz, costituiva la vera base del suo saggio del 1905. Chiunque nutra dei dubbi sul fatto che egli fosse un plagiario, dovrebbe porsi una semplice domanda: “Cosa conosceva Einstein e quando ne venne a conoscenza ?” Einstein l’ha passata liscia con plagio premeditato e non con il plagio fortuito, che è onnipresente (Moody, 2001).
La storia di E=mc2
Chi ha dato origine al concetto della materia che si trasforma in energia e viceversa ? Esso risale come minimo a Sir Isaac Newton (1704). Brown (1967) ha dichiarato quanto segue: Quindi gradualmente si fece strada la formula E=mc2 , avanzata senza dimostrazione generale nel 1900 da Poincaré.
Una cosa che siamo in grado di affermare con certezza, è che non fu Einstein a ricavare l’equazione E=mc2 .
Allora sorge la domanda : “Chi lo fece ?”.
Bjerkness (2002) ha proposto come possibile candidato S.Tolver Preston il quale “basandosi sulla formula E=mc2 , negli anni 70 dell’Ottocento formulò l’energia atomica, la bomba atomica e la superconduttività”.
Oltre a Preston, nella storia di E=mc2 un altro dei personaggi principali che merita parte del credito è Olinto De Pretto (1904). Quello che rende il tempismo così sospetto, è il fatto che Einstein parlava correntemente l’italiano, riesaminava documenti redatti da fisici italiani ed il suo miglior amico, Michele Besso, era della Svizzera italiana; chiaramente Einstein, avrebbe avuto accesso alla letteratura, nonché la competenza per leggerla. In “Einstein’s E=mc2 was Italian’s idea” (Carroll 1999), vi sono evidenti riscontri del fatto che, nei termini della formula attribuita ad Einstein, De Pretto si trovava più avanti di lui.
Nei termini della comprensione dell’ingente quantità di energia, che poteva essere rilasciata da un piccolo quantitativo di massa, a Preston (1875) si può riconoscere una conoscenza anteriore alla nascita di Einstein; chiaramente Preston impiegava E=mc2 nel proprio lavoro, in quanto il valore che determinò – ovvero che un granello era in grado di sollevare un oggetto di 100.000 tonnellate sino ad un’altezza di tre chilometri – dà l’equazione E=mc2.
Secondo Ives (1952), la derivazione della formula E=mc2 tentata da Einstein era fatalmente viziata, in quanto egli si propose di spiegare quello che aveva presunto; ciò assomiglia alla spensierata manipolazione delle equazioni derivate da Einstein per il decadimento radioattivo; risulta che egli miscelò meccanica e cinematica, e saltò fuori il neutrino. Il neutrino potrebbe essere una particella mitica creata accidentalmente da Einstein (Carezani 1999). Riguardo ai neutrini abbiamo una duplice scelta: o ce ne sono almeno 40 tipi diversi, oppure ce ne sono zero tipi. In questo ambito domina il rasoio di Occam.
L’ecilsse del 1919
Quanto accadde ai tropici il 29 Maggio 1919, rappresenta la definizione più chiara di frode scientifica; particolarmente evidente è che Eddington truccò i dati dell’eclisse solare, affinche i risultati si conformassero al lavoro di Einstein sulla relatività generale. Poor (1930), Brown (1967), Clark (1974) e McCausland (2001), si occupano tutti delle questioni inerenti a questa eclisse.
Quello che rende sospette le spedizioni a Sobral e a Principe, è l’entusiastico appoggio di Eddington ad Einstein, come si evince dalla sua dichiarazione, “Sostenendo come prima cosa i test e verificando infine la teoria “avversa”, il nostro osservatorio nazionale ha mantenuto vive le migliori tradizioni scientifiche”. In questo caso apparentemente, Eddington non rispettò i fondamentali canoni scientifici; il suo lavoro era quello di raccogliere dati, non di verificare le teorie di Einstein.
Ulteriori riscontri della frode si possono evincere dalle dichiarazioni dello stesso Eddington e dalla loro presentazione ad opera di Clark: “La giornata del 29 Maggio iniziò con una forte pioggia, che cessò soltanto intorno a mezzogiorno. Il gruppo riuscì a scorgere per la prima volta il sole soltanto dopo le 13,30, quando l’eclisse aveva già avuto inizio. Fummo costretti ad effettuare la programmata serie di fotografie sulla fiducia..”. Eddington manifesta il suo reale preconcetto: era deciso a fare qualsiasi cosa affinché si dimostrasse che Einstein aveva ragione. Eddington, comunque, non era tipo da farsi scoraggiare: “Sembrava che nonostante gli sforzi, almeno per quanto riguardava Principe, la spedizione non sarebbe andata a buon fine…..sviluppammo le fotografie, due ogni notte per le sei notti successive all’eclisse…La nuvolosità mandò all’aria i miei piani ed io fui costretto a trattare le misurazioni secondo modalità diverse da quelle che avevo previsto; di conseguenza non mi è stato possibile fare alcuna dichiarazione preliminare inerente ai risultati.”.
In realtà le dichiarazioni di Eddington sono assai eloquenti sugli esiti; non appena scovò un brandello di prova, che fosse coerente con la teoria della relatività generale, immediatamente proclamò che dimostrava la teoria stessa. Questa è scienza ?
Dove si trovavano gli astronomi quando Eddington presentò le sue scoperte? Vi fu qualcun altro che, oltre a lui, esaminò di fatto le lastre fotografiche ? Poor lo fece, e respinse in toto le conclusioni di Eddington; questo fatto avrebbe dovuto far esitare qualsiasi scienziato dotato di qualche deontologia professionale.
Ecco alcune citazioni del resoconto di Poor: “La formula matematica, in base alla quale Einstein ha calcolato la sua deviazione di 1,75 secondi perché i raggi di luce oltrepassino il margine del sole, è una nota e semplice formula di ottica fisica…Non uno solo dei concetti fondamentali relativi alla variabilità del tempo, o alla curvatura o torsione dello spazio, alla simultaneità, o alla relatività del moto, è in alcun modo implicato nella previsione o nelle formule di Einstein, inerenti alla deviazione della luce….Alle molte ed elaborate spedizioni in occasione dell’eclisse, di conseguenza, è stata attribuita un’importanza fittizia; i risultati di tali iniziative non possono dimostrare né confutare la teoria della relatività (Poor, 1930).
Da Brown (1967) apprendiamo che Eddington, non vedeva l’ora di annunciare al mondo che la teoria della relatività era confermata e, in tale contesto, quello su cui Eddington si basava, era una prematura valutazione delle lastre fotografiche. Inizialmente le stelle “sembravano” curvarsi come avrebbero dovuto, come stabilito da Einstein, ma in seguito, secondo Brown, accadde l’inatteso: si osservarono molte stelle che si curvavano in una direzione trasversale rispetto a quella attesa ed altre ancora in direzione opposta a quella prevista dalla relatività.
L’assurdità dei dati raccolti durante l’eclisse del 1919, fu dimostrata da Poor (1930), il quale fece notare che l’85% dei dati dell’eclisse sudamericana fu scartato a causa di un “errore accidentale”, vale a dire che i dati contrastavano con la costante di scala di Einstein; per una strana coincidenza, il 15% dei dati “validi” era coerente con quest’ultima. In qualche modo le stelle che non si conformavano alle teorie di Einstein, furono convenientemente accantonate, ed il mito ebbe inizio.
Così sulla base di una manciata di ambigui dati, 200 anni di teorie, sperimentazione ed osservazioni, furono messi da parte per fare spazio ad Einstein. Non di meno lo screditato esperimento di Eddington, viene ancora citato come vangelo da Stephen Hawking (1999); è difficile capire come quest’ultimo possa commentare che: “La nuova teoria dello spazio-tempo curvo fu denominata relatività generale… Fu confermata in modo spettacolare nel 1919, quando una spedizione britannica in Africa Occidentale, durante un’eclisse, osservò un lieve spostamento della posizione delle stelle prossime al sole. La loro luce, mentre oltrepassava il sole, era piegata, come previsto da Einstein. Qui vi era il riscontro diretto della curvatura di spazio-tempo”. Hawking è onestamente convinto che una manciata di dati, per giunta manipolati, costituisca la base per rovesciare un paradigma che era sopravvissuto ad oltre due secoli di minuziosi ed accurati esami ?
La vera domanda, comunque, è: “Che parte ebbe Einstein in tutto questo ?”. All’epoca in cui scrisse il suo documento (quello del 1935), egli doveva sicuramente essere venuto a conoscenza del lavoro di Poor, che tra l’altro scrisse: “Lo spostamento stellare di per sé, ammesso che sia reale, non mostra la minima attinenza con le deviazioni previste da Einstein: non concordano, né nella direzione, né nelle dimensioni o nel tasso di diminuzione della distanza dal sole.” Perché Einstein non espresse pubblicamente le proprie opinioni su un documento che contraddiceva direttamente il suo lavoro ? Perché i suoi seguaci non hanno tentato di ristabilire la verità sui dati contraffatti del 1919?
Quello che rende tutto ciò così sospetto, è che entrambi gli strumenti e le condizioni fisiche non favorivano l’esecuzione di misurazioni di grande precisione. Come sottolineato in un articolo del British Institute of Precise Physics, pubblicato nel 2002 su Internet, le macchine fotografiche a calotta utilizzate nelle spedizioni erano accurate solo per 1/25° di grado; ciò stava a significare che proprio in virtù della sola imprecisione dell’apparecchio fotografico, Eddington rilevava valori oltre 200 volte troppo precisi.
Nonostante nel 1919 le prove sperimentali sulla relatività fossero assai inconsistenti, l’enorme fama di Einstein si è preservata intatta, e da allora, la sua teoria viene considerata una delle massime conquiste del pensiero umano.
E’ chiaro che Eddington, sin dall’inizio, non aveva alcun interesse a mettere alla prova la teoria della relatività, ma gli premeva unicamente confermarla.
L’ovvia falsificazione dei dati operata da Eddington ed altri è un palese sovvertimento del procedimento scientifico ed è possibile che abbia fuorviato la ricerca scientifica per tutto il XX secolo; probabilmente supera il caso dell’uomo di Piltdown come massima mistificazione della scienza degli ultimi 100 anni. Il British Institute of Precise Physics, si è posto la seguente domanda: “Fu questa la mistificazione del secolo?” E non ha potuto rispondere che: “Il rapporto della Royal Society sulla relatività nell’eclisse del 1919 ha ingannato il mondo per 80 anni !”
Non si sottolineerà mai a sufficienza che l’eclisse del 1919, rese Einstein quello che conosciamo; il fenomeno lo catapultò verso la fama internazionale, nonostante il fatto che i dati fossero falsificati e che non esistesse nessun tipo di supporto alla relatività generale. Questo travisamento della storia è noto da più di 80 anni e viene tuttora suffragato da individui come Stephen Hawking e David Levy.
Riassunto e conclusioni
Il pubblico tendenzialmente è convinto che gli scienziati siano fondamentalmente i paladini dell’etica, che il rigore scientifico costituisca il metro di giudizio della verità; in realtà le persone capiscono ben poco di come la scienza venga gestita al cospetto dei personaggi importanti.
Einstein era convinto di essere al di sopra del protocollo scientifico, spiegava le regole a suo piacimento; la sua flagrante e reiterata passione per il plagio è purtroppo quasi dimenticata.
La scienza è uno sgabello a tre gambe, una di queste è la fisica: che accadrà se, giusto per fare un’ipotesi, la fisica crollerà ? La scienza la seguirà a ruota ?
di Richard Moody Jr.
Processo alla Relatività
di Daniele Russo
Articolo pubblicato sulla rivista bimestrale “Nexus New Times – Ed. italiana” n.68
Prima parte
Questo articolo è dedicato alla memoria di Aristarco di Samo, primo scienziato eretico dalla storia, e all’indiscutibile principio di cui fu portatore: “ Non sempre le cose sono come sembrano”.
Il titolo di questo articolo è volutamente ironico. Oggi, infatti, è proprio la Relatività ad essere divenuta un’intoccabile pietra di paragone, utilizzata per mettere sotto processo qualsiasi altra teoria alternativa. Ma quali sono le ragioni che hanno determinato la supremazia quasi assoluta della teoria di Einstein nel mondo della fisica odierna ? E fino a che punto tale supremazia è giustificata ? Questo articolo tenta di dare una risposta a tutto ciò.
Introduzione
La storia dell’uomo è spesso segnata da teorie dogmatiche e omnicomprensive che vogliono controllare vaste aree del sapere, e finiscono solo col frenare il progresso ed il libero pensiero.
Il sistema Aristotelico Tolemaico fu una di queste. Nonostante fondata sul falso postulato che poneva la Terra al centro dell’Universo, essa divenne nei secoli un’inattaccabile cattedrale di pensiero. Questo perché il tortuoso apparato matematico della teoria, modellato a forza sui dati sperimentali , riusciva a prevedere, e addirittura con ottima approssimazione, tutti i moti celesti allora conosciuti. 
Giudicando col senno di poi, è chiaro che si trattava di una teoria sbagliata, in quanto basata su di un principio sbagliato. Ma nonostante ciò, essa funzionava egregiamente. E dal momento che qualsiasi tipo di osservazione astronomica accurata, e quindi in grado di mettere in crisi il postulato geocentrico, rimase per lungo tempo al di là della portata dei mezzi d’indagine disponibili, l’idea di un pianeta Terra felicemente posto al centro dell’universo dominò incontrastata per parecchi secoli.
In verità, il dubbio che le cose non stessero proprio così deve essersi manifestato più volte nella mente di isolati pensatori. La prima ipotesi eliocentrica di cui siamo a conoscenza, risale addirittura a tre secoli prima di Cristo, frutto del genio precursore del filosofo e matematico greco Aristarco di Samo. Costui riuscì ad arrivare al modello eliocentrico per pura astrazione mentale, date la pressoché nulle risorse tecnologiche del suo tempo. Ciò non deve stupirci più di tanto, dato che quest’uomo eccezionale fu anche il primo a misurare le distanze della Luna e del Sole dalla Terra, nonché ad attribuire correttamente la causa dell’alternanza delle stagioni all’inclinazione dell’asse terrestre.
Purtroppo proprio la sua idea più geniale, il modello eliocentrico appunto, non riscosse il favore che avrebbe meritato. Tutto ciò che Aristarco ricavò da essa fu una condanna per empietà e corruzione della gioventù, per averla concepita ed insegnata. E’ probabile che alcuni in seguito abbiano nuovamente accarezzato l’idea eliocentrica di Aristarco. Ma per lungo tempo nessuno ebbe più il coraggio di professarla pubblicamente. Pertanto essa rimase per quasi duemila anni una verità nascosta, un’idea giudicata dalla scienza o pseudoscienza ufficiale come troppo blasfema e rivoluzionaria per essere presa in considerazione: l’idea di abitare in un pianeta al centro dell’universo e di costituirne l’unica specie intelligente era troppo perfetta ed appagante per essere accantonata in nome di un punto di vista più razionale, ma decisamente meno elegante.
Ci vollero secoli di battaglie scientifiche, combattute da uomini intellettualmente isolati e guardati con sospetto dalle autorità ecclesiastiche e dalla comunità, per dimostrare che la “folle” intuizione di un uomo dell’antica Grecia era vera , e che il Sole non girava affatto attorno alla Terra. A dimostrazione del fatto che a volte le apparenze ingannano. Ma il cambiamento non fu né facile, né indolore. Copernico e Keplero, i principali fautori del modello eliocentrico, vennero dapprincipio isolati e derisi.
Quanto a Galileo, il più autorevole sostenitore della teoria in Italia, proprio per aver fortemente appoggiato l’ipotesi copernicana basandosi sulle sue osservazioni al telescopio del moto dei satelliti maggiori di Giove e delle fasi di Venere, fu, come purtroppo sappiamo, accusato dalla Chiesa Cattolica di eresia e costretto a sconfessare le proprie idee con una celebre “abiura”, cui seguirono gli arresti domiciliari a vita – condanna per la quale la Chiesa ha chiesto pubblica ammenda solo pochi anni fa, su sollecitazione del fisico Antonino Zichichi. 
Anche i nostri tempi, proiettati ormai nel terzo millennio e tanto intrisi di scienza e tecnologia, sono dominati da una possente ed omnicomprensiva cattedrale di pensiero: la Teoria della Relatività di Einstein. Proprio nel 2005, essa ha compiuto il suo primo secolo di vita. Nata per risolvere i problemi posti dall’elettrodinamica di Maxwell, la Relatività conquistò molto presto un ruolo predominante nel mondo della fisica, paragonabile solo a quello occupato in precedenza dalla dinamica newtoniana. Questo nonostante il fatto che per lungo tempo il credito conferito alla teoria sia stato essenzialmente basato sulla fiducia, dato che la verifica dei singolari effetti previsti da Einstein era del tutto al di là della portata dei mezzi d’indagine disponibili – non va dimenticato che agli inizi del ‘900, non esisteva né la radio né l’aviazione, e si discuteva ancora sull’esistenza degli atomi.
Oggi lo scenario scientifico è decisamente cambiato. Disponiamo di acceleratori di particelle in grado di frantumare la materia nei suoi costituenti più elementari e rilevare particelle sempre più piccole o elusive, costruiamo orologi atomici che misurano il tempo con la tolleranza di pochi nanosecondi. E anche se non siamo ancora in grado di costruire apparecchi che viaggino a velocità confrontabili con quelle della luce, è innegabile che le più recenti tecnologie rendono i cosiddetti effetti relativistici, sempre più osservabili e misurabili.
E’ quindi proprio da tali tecnologie che ci si aspetterebbe una definitiva conferma della teoria di Einstein. Invece sono proprio esse a mettere sempre più in crisi il postulato base della teoria, e cioè quello che stabilisce la costanza della velocità della luce per ogni osservatore inerziale. E’ il caso ad esempio degli orologi atomici a bordo dei satelliti del sistema GPS, che evidenziano una costante asimmetria Est-Ovest nella propagazione delle onde elettromagnetiche sulla Terra (conosciuta come “effetto Segnac” e di cui parleremo in seguito).
E ancora, recenti esperimenti in cui la luce è stata rallentata sino ad essere addirittura fermata – risultato conseguito contemporaneamente dallo Harward-Smithsonian Center for Astrophysics e dal Dipartimento di Fisica dell’Università di Harward – o di quelli in cui al contrario la luce è stata fatta viaggiare più veloce del limite imposto da Einstein – Istituto di ricerca sulle onde elettromagnetiche del CNR di Firenze e Istituto di ricerca NEC di Princeton.
La posta in gioco è alta. Nel caso la falsità del postulato della luce venisse definitivamente confermata, si tratterebbe dell’abbandono della Relatività “in toto”, dal momento che, come dichiarò Einstein stesso, l’intera teoria poggia sul postulato della costanza della luce, venendo meno il quale, essa crolla come un castello di carte. Forse proprio per questo, una delle principali occupazioni dei fisici teorici di oggi, sembra essere quella di trovare continui escamotages teorici che giustifichino le sempre più frequenti trasgressioni sperimentali al postulato della luce, rendendo inevitabile il parallelo con l’affannoso tentativo degli uomini di scienza del passato di tamponare le incongruità tra i moti dei pianeti ed il modello Aristotelico-Tolemaico.
Ovviamente non è facile analizzare in un articolo divulgativo una teoria che in passato si diceva compresa da tre persone soltanto al mondo, Einstein incluso, ovviamente, e che a tutt’oggi è digerita a fatica da buona parte degli studenti dei corsi di fisica, e spesso inconfessabilmente incompresa persino dai loro docenti. I sostenitori della Relatività affermano che, proprio a causa delle complesse implicazioni del modello fisico-matematico alla base della teoria, sia praticamente impossibile per un profano riuscire a farsene un’idea seppur approssimativa e men che meno un’opinione critica corrente. Ma su questo punto mi sento di dissentire fortemente, per ribadire una volta di più un concetto a mio avviso fondamentale: “ciò che più conta in una teoria, non sono i modelli matematici, ma le idee che stanno alla base di essi”.
Il linguaggio matematico, dal più semplice algoritmo al più complesso sistema di equazioni, è indubbiamente un insostituibile strumento per qualificare concetti che comportino relazioni precise e complesse. Ma proprio in quanto linguaggio, esso è criticabile solo formalmente. Ovvero eleganza e correttezza formale di un modello matematico non garantiscono che esso corrisponda necessariamente alla realtà, esattamente come una frase grammaticalmente ineccepibile, non esprime necessariamente un concetto vero.
Solamente un’idea può essere compresa, e di conseguenza accettata o rifiutata. Questo articolo vuole esporre al lettore i principali problemi posti dalla Relatività Speciale, nonché i fatti sperimentali che oggi sembrano falsificarla, tentando di trattare la materia nel modo più chiaro e comprensibile possibile, affinché ognuno possa trarre le sue personali conclusioni. La scelta di limitare la nostra analisi alla Relatività Speciale, ovvero a quella parte storicamente più antica della teoria di Einstein che, sulla base del rivoluzionario postulato sulla costanza della luce, riscrive la dinamica dei moti inerziali, è dovuta al fatto che la successiva Relatività Generale, riguardante moti accelerati e forza di gravità, consiste in effetti in una generalizzazione ai moti non inerziali dei principi contenuti nella Speciale.
Per cui, la Relatività Speciale costituisce a tutti gli effetti il fondamento dell’intero edificio teorico di Einstein, senza il quale, anche la Generale non ha più ragione di esistere, almeno nella forma oggi conosciuta. Dato che si tratta di un argomento complesso, perdonatemi se lo affronterò da lontano, partendo da qualcosa a noi tutti familiare, il suono.
Seconda parte
Quella di Einstein si rivela una teoria fallace tanto nelle premesse quanto nelle verifiche sperimentali, ed il suo autore fu addirittura sospettato di plagio.
La trasmissione del suono
Come tutti sanno, il suono è una perturbazione ondulatoria che si trasmette per mezzo di onde longitudinali attraverso un mezzo elastico, per compressione e rarefazione del mezzo. Nell’aria il suono si trasmette alla velocità di circa 340 m/s (nell’acqua a circa 1500 m/s e nei metalli a velocità fino a 17 volte maggiori). Già nella prima metà del XVII secolo, von Guerick, aveva dimostrato che il suono necessita di un mezzo per propagarsi, e quindi nel vuoto non si propaga, e Marsenne ne aveva misurato per primo la velocità di propagazione nell’aria (ottenendo un dato ancora approssimativo). Per quanto i fisici di fine Ottocento, appurata la natura elettromagnetica della luce erano pronti a scommettere che anch’essa, come il suono, si propagasse attraverso un mezzo, da essi battezzato “etere”, in onore al pensiero di Aristotele (1).
Tale mezzo avrebbe dovuto quindi permeare l’intero universo, dal momento che persino la luce delle stelle più lontane, è in grado di giungere fino a noi. Altra analogia tra suono e luce, sempre secondo la scienza di fine Ottocento, riguardava il cosiddetto effetto Doppler.
Esso consiste in un fenomeno di cui tutti abbiamo esperienza: il suono emesso da una sorgente in movimento, ad esempio la sirena di un’ambulanza o il rombo di un’automobile da corsa, viene percepito con un’intonazione più alta quando si avvicina e più bassa quando si allontana. Il primo a dimostrare e spiegare tale effetto, fu Christian Doppler nel 1842, con un celebre esperimento che utilizzava musicisti a bordo di un treno in moto, la cui intonazione veniva valutata da osservatori in quiete. La spiegazione di tale effetto contenuta nei testi di fisica, è apparentemente semplice: quando una sorgente sonora si avvicina a noi, la sua velocità si sottrae a quella del suono, dando luogo ad una compressione delle onde sonore (innalzamento della frequenza e quindi del tono del messaggio sonoro); quando invece essa si allontana da noi, la sua velocità si somma a quella del suono, dando luogo ad una dilatazione della onde sonore (abbassamento della frequenza d’ascolto e quindi del tono del messaggio sonoro).
I fisici pre-relativisti, pensavano che anche la luce si comportasse in modo analogo, e quindi utilizzarono la medesima equazione per descrivere entrambi gli effetti (2).
Per capire più a fondo il meccanismo di tale effetto, riscontrabile come già detto, sia nel suono che nella luce, proponiamo ora un esperimento che ne simula la dinamica.
Immaginate un tapis roulant di carta che scorra a velocità costante – se volete potete anche costruirlo.
Se vi ponete vicino al cilindro ricevente, potete considerare il movimento della carta verso di voi come una buona rappresentazione della propagazione del suono nella vostra direzione. Chiedete ora ad un amico di porsi a metà del nastro di carta e fungere da sorgente sonora in quiete, picchiettando sul nastro dei punti, con un pennarello, per trenta volte alla frequenza di un punto al secondo. Dopo un certo tempo, che ovviamente dipende dalla distanza tra voi ed il vostro amico e dalla velocità di scorrimento della carta, comincerete a ricevere un pacchetto di segnali, provenienti dal vostro amico. Misurate la distanza tra un punto e l’altro, che poniamo sia di 3 centimetri. La lunghezza totale del pacchetto di segnali sarà 3×30 cm = 90 cm.
Chiedete ora all’amico di allontanarsi a velocità costante da voi lungo il tapis roulant, mentre continua a picchiettare sulla carta, col pennarello, sempre alla frequenza di un punto al secondo. Dopo poco inizierete a ricevere il nuovo pacchetto di segnali, sempre alla stessa velocità, dato che il tapis roulant viaggia a velocità costante, come il suono nell’aria, ma con una differenza: ora i segni sul nastro, sono più distanziati, poniamo di 4 cm l’uno dall’altro, ovvero la loro frequenza, è diminuita. Infine chiedete all’amico di ripetere ancora la trasmissione, questa volta avvicinandosi a voi. Misurate il terzo pacchetto di segnali: ora distano l’uno dall’altro di meno, poniamo 2,5 cm, ovvero la loro frequenza è aumentata.
Ebbene le onde sonore si comportano esattamente allo stesso modo.
Immaginate che i segni sul nastro siano le creste di un’onda sonora, e avrete un’efficace rappresentazione grafica delle variazioni di frequenza del suono emesso da una sorgente in movimento. Si tratta in breve dell’effetto Doppler acustico, descritto nei testi di fisica nel seguente modo: quando una sorgente sonora si allontana da un osservatore, la frequenza dell’onda da lui percepita è inferiore a quella realmente emessa, mentre se tale sorgente si avvicina, la frequenza percepita è superiore a quella emessa. Quello che però i testi usualmente non dicono è che l’effetto Doppler non altera solo la frequenza di una trasmissione, ma anche la sua durata! Infatti nell’esperimento del tapis roulant, quando la sorgente è in quiete, la trasmissione vi giunge composta da 30 segni distanziati 3 cm l’uno dall’altro, per un totale di 90 cm, che corrispondono ad una durata di 30 secondi (30 segni alla cadenza di 1 secondo). Ma quando la sorgente si allontana, la trasmissione vi giunge allungata a 120 cm (30 segni a 4 cm l’uno dall’altro), che corrispondono ad una durata di 40 secondi.
E quando infine la sorgente si avvicina, il pacchetto di segnali si contrae a 75 cm, che corrispondono ad una durata di soli 25 secondi. Sembra quasi un gioco di prestigio: la durata della trasmissione da voi ricevuta varia in relazione al movimento della sorgente dei segnali, ovvero del vostro amico; ma voi sapete che lui ha picchiettato sul rullo, sempre ad una cadenza di un segno ogni secondo. Quindi come spiegare questa discrepanza tra osservazione e realtà? Dovete forse pensare che il tempo del vostro amico, si è prima dilatato e poi compresso?
In un certo senso è così. Anche se si tratta di un tempo apparente! La stessa cosa accade con le onde sonore. Quando una sorgente sonora si allontana da voi, a risultare dilatata non è solo la frequenza del suono che ascoltate – abbassamento del tono – ma anche la sua durata – dilatazione del tempo.
In altre parole, un clacson premuto per 30 secondi da un automobilista che si allontana da voi alla velocità di 120 Km/h – circa un decimo della velocità del suono – giunge alle vostre orecchie come un suono lungo 33 secondi, e ovviamente più basso di tono. E lo stesso clacson premuto per 30 secondi da un automobilista che si avvicina a voi a 120 Km/h vi giungerà come un suono lungo 27 secondi, ovvero contratto. In sintesi la variazione apparente della velocità di scorrimento del tempo è direttamente proporzionale alla variazione della sua frequenza.
E, cosa più importante, i due fenomeni sono indissolubilmente legati: non può aver luogo un’alterazione apparente del tempo senza un’alterazione apparente della frequenza, e viceversa (3).
Questo legame tra tempo e tono si verifica anche nei registratori analogici a nastro, nei quali ad un aumento della velocità di scorrimento del supporto magnetico, corrisponde un innalzamento di tono e ad una diminuzione di durata di un brano, e ad una diminuzione di tale velocità corrispondono effetti inversi …..
Tale principio può essere generalizzato affermando che in qualsiasi tipo di trasmissione vi è in legame imprescindibile tra dati e struttura dell’onda, che si crea nel momento in cui l’onda viene generata.
Le implicazioni di questo principio, come vedremo, sono fondamentali per un’analisi critica della Relatività.
Ma non sono stranamente trattate dalla maggior parte dei testi di fisica, che si limitano invece a considerare le relazioni tra frequenza, lunghezza d’onda e velocità dalla sorgente, senza occuparsi dell’alterazione temporale apparente – dilatazione o compressione – che come abbiamo visto è indissolubilmente legata alle variazioni nella frequenza (4).
Nella fisica pre-relativistica, l’equazione dell’effetto Doppler era usata indifferentemente, per calcolare variazioni di frequenza sia del suono che della luce.
Possiamo pertanto considerare le alterazioni temporali testé descritte come conseguenza di un’interpretazione “allargata” (ovvero estesa nel tempo), ma perfettamente legittima dell’effetto Doppler classico. Come vedremo, l’effetto Doppler, e in particolare l’alterazione temporale che esso comporta, è di primaria importanza nel riconsiderare sotto una nuova luce la teoria della Relatività.
Relatività speciale: le premesse
La Relatività Speciale o Ristretta, nasce come risposta ai problemi posti dalle scoperte nel campo dell’elettrodinamica avvenute verso la fine dell’Ottocento. Dopo che Maxwell aveva chiarito la natura ondulatoria della luce, assimilandola alla famiglia delle onde elettromagnetiche, l’idea che l’intero universo fosse permeato da una sostanza impalpabile, l’etere, attraverso la quale le onde luminose si propagavano, pose il problema di definire la caratteristiche fisiche di tale mezzo. Ma prima ancora, comportò la necessità di dimostrarne l’esistenza. 
Proprio per rilevare la presenza di tale elusivo elemento, nel 1887 il fisico Albert Abraham Michelson, in collaborazione con Edward Williams Morley, condusse un ingegnoso esperimento per rilevare l’etere.
L’idea era semplice: il fatto che la Terra orbiti intorno al Sole alla velocità di circa 30 Km/s, supponendo l’etere come stazionario rispetto al Sole, avrebbe dovuto comportare un’anisotropia nella propagazione della luce sulla Terra, ovvero una differenza tra la velocità della luce nella direzione del “vento d’etere” e la sua velocità con “vento d’etere” contrario.
Per compiere tali misurazioni Michelson si servì di un interferometro di sua invenzione, nel quale, per mezzo di specchi semiriflettenti, un raggio di luce monocromatica viene sdoppiato, costretto a percorrere identiche lunghezze lungo due bracci perpendicolari, e infine nuovamente ricomposto, dopo aver quindi compiuto identici percorsi di “andata e ritorno”, ma perpendicolari tra loro. In base ai principi dell’elettrodinamica di Maxwell, in presenza di vento d’etere la luce non avrebbe viaggiato alla stessa velocità nei due bracci dell’interferometro (con il braccio principale opportunamente orientato nella direzione del supposto moto attraverso l’etere), dando perciò luogo a frange d’interferenza osservabili nel raggio risultante finale. Di seguito sono riportate le conclusioni del loro storico articolo sull’esperimento (5).
“ Il reale spostamento (fringe-shift N.d.T..) è stato certamente inferiore ad un ventesimo di quello teorico, e probabilmente inferiore alla quarantesima parte. Ma dal momento che tale spostamento, deve essere proporzionale al quadrato della velocità, la velocità della Terra rispetto all’etere è probabilmente inferiore ad un sesto della velocità orbitale della Terra, e certamente inferiore ad un quarto. “ (T.d.A.)
L’esperimento diede quindi un risultato inferiore alle previsioni, ma non nullo. Tale risultato venne però interpretato come nullo da una parte del mondo accademico, e in seguito quest’ultima interpretazione finì col prevalere, anche se per la cronaca nessuno dei successivi esperimenti di tale tipo, diede mai un risultato realmente nullo (6). Michelson forse non si dispiacque più di tanto di tale evidente distorsione dei fatti, dal momento che, proprio grazie al fatto che essa contribuì in modo determinante all’affermazione della Relatività – oggi l’erronea versione del “risultato nullo” del suo esperimento è citata in pressoché tutti i testi che si occupano di Relatività Speciale – egli fu il primo statunitense a ricevere il Nobel nel 1907 e divenne uno dei fisici più celebri del mondo.
Ad ogni modo, per la cronaca, Michelson continuò per il resto della sua vita a credere fermamente nell’etere, e a condurre nuovi esperimenti per tentare di dimostrarne l’esistenza in modo inconfutabile. Negli anni seguenti all’esperimento del 1887, il fisico irlandese George Fitzgerald, e indipendentemente il fisico dei Paesi Bassi, Hendrik Lorentz, avanzarono l’ipotesi di una contrazione della materia dovuta al moto attraverso l’etere, in grado di accorciare il braccio dell’interferometro nella direzione del moto ed equalizzare così i due percorsi perpendicolari della luce, spiegando il risultato nullo – in sostanza, secondo tale interpretazione il braccio in cui la luce viaggia più veloce, risulterebbe accorciato, rendendo il tempo allungato (per via della velocità più bassa della luce) di tale viaggio identico a quello avente luogo nell’altro braccio, in cui la luce viaggia più veloce. 
Lorentz elaborò poi una completa teoria sull’elettrodinamica dei corpi in movimento basata ovviamente sull’esistenza dell’etere e del suo effetto di contrazione delle lunghezze, dette poi “contrazione di Lorentz”.
Pubblicò tale teoria nel 1904, in un articolo intitolato “ Fenomeni elettromagnetici in un sistema in moto a qualsiasi velocità inferiore a quella della luce ”, che conteneva un gruppo di trasformazioni di coordinate riviste in base ai suoi principi e in grado di lasciare invariata l’equazione di propagazione della luce, dette poi “trasformazioni di Lorentz”.
Relatività Speciale: la genesi
Nel 1905 un anonimo impiegato all’ufficio brevetti di Berna di nome Albert Einstein pubblicò tre articoli sugli “Annelen der Phisyk”, che avrebbero cambiato la storia della fisica. Uno di questi, intitolato “Sull’elettrodinamica dei corpi in movimento”, proponeva una teoria straordinariamente simile a quella di Lorentz – giungeva ad equazioni identiche e conteneva la stessa idea della contrazione delle lunghezze. Ma partiva da premesse totalmente diverse.
L’ipotesi dell’etere era abbandonata, in favore di due semplici postulati. Il primo del tutto scontato in quanto già sostenuto da Galileo, secondo il quale ogni moto inerziale (non accelerato) è relativo. Il secondo del tutto audace e innovativo, in quanto imponeva che la velocità della luce nel vuoto fosse costante per qualsiasi osservatore inerziale. La forza di rottura di un punto di vista così radicale si scontrò dapprima contro un muro di diffidenza: il fatto che la velocità della luce fosse trattata come una costante assoluta andava ad urtare contro qualsiasi logica dettata dall’esperienza (la scienza aveva combattuto secoli per liberarsi dall’idea di una quiete assoluta della Terra, insita nel dogma Aristotelico-Tolemaico, e ora si ritrovava a dover fronteggiare un nuovo dogma altrettanto imbarazzante, quello della costanza universale della velocità della luce).
Inoltre, molti fisici videro nella teoria di Einstein un rifacimento della teoria di Lorentz, con l’aggiunta di un postulato folle, quello della luce, che proprio non riuscivano a digerire. Einstein, da parte sua, sostenne sempre di non essere stato a conoscenza del lavoro di Lorentz e di Michelson al momento della stesura della sua teoria.
E in effetti la Relatività Speciale è l’unico articolo nella storia della letteratura scientifica moderna a non contenere alcuna citazione di lavori o ricerche altrui, per quanto non sembri affatto il lavoro di una mente isolata, ma piuttosto il contributo di uno studioso pienamente consapevole del dibattito culturale del suo tempo.
Nonostante l’iniziale diffidenza, la Relatività acquistò grande fama e consensi in un tempo relativamente breve, specialmente negli Stati Uniti. Tanto che, a pochi anni soltanto dalla pubblicazione della teoria, tutti gli scienziati le cui idee erano state riprese da Einstein venivano già considerati tutt’al più suoi precursori, e molti di questi furono premiati (o sarebbe il caso di dire messi a tacere) proprio per aver contribuito all’affermazione della Relatività Speciale – emblematico il caso di Lorentz, del quale si scrisse, e si scrive tuttora, che aveva già formulato le equazioni della Relatività Speciale prima di Einstein, senza però riuscire a capirne appieno il significato, o ancora che lastricò la strada maestra poi percorsa da Einstein, rendendo il percorso più agevole a quest’ultimo: insomma tutti giudizi dai quali Lorentz emerge come una figura assolutamente di secondo piano e unicamente funzionale all’affermazione di Einstein.
Intorno al 1916, ormai celebre ed affermato in tutto il mondo, Einstein pubblicò la Relatività Generale, ovvero quella parte della Teoria che estende gli effetti della Relatività Ristretta ai campi gravitazionali.
Tale generalizzazione è ottenuta per mezzo di una nuova idea, questa volta basata sull’esperienza, il cosiddetto “principio di equivalenza”, che stabilisce l’indistinguibilità tra accelerazione inerziale ed accelerazione gravitazionale, e da cui consegue l’equivalenza tra massa inerziale e massa gravitazionale. Tale principio sancisce in sostanza l’impossibilità per un osservatore di poter distinguere tra gli effetti di un’accelerazione costante causata dalla spinta di un motore (o da un moto rotatorio uniforme), e gli effetti causati dall’accelerazione costante data da una forza gravitazionale: in entrambi i casi egli è spinto in una direzione da una forza costante.
E, allo stesso modo, stabilisce l’indistinguibilità tra uno stato di imponderabilità – assenza apparente di gravità – dovuto ad una caduta libera in un campo gravitazionale, quale quella sperimentata dagli astronauti, in orbita intorno alla Terra (7), e uno stato di reale assenza di forze gravitazionali.
Il principio di equivalenza è quindi il ponte logico che permette ad Einstein di equiparare un campo gravitazionale alla forza centrifuga avente luogo in un moto rotatorio costante, e quindi ricondurlo in ultima analisi ad una velocità di rotazione costante, alla quale sono applicabili gli effetti della Relatività Speciale (8).
A dispetto della grande fama, raggiunta con la sua teoria più celebre, Einstein ricevette il Nobel per la fisica solo molti anni più tardi dalla sua prima pubblicazione, nel 1921. E curiosamente, non grazie alla Relatività.
A determinare tale ritardo nel riconoscimento dei suoi meriti contribuirono diversi motivi. “In primis”, l’antico sospetto di plagio che ancora gravava sulla Relatività Speciale, dal momento che non solo la Relatività Speciale ricalcava precedenti idee di Lorentz e Poincaré, ma persino la celebre formula E=mc2 era già stata pubblicata (9) dallo studioso italiano Olinto De Pretto, curiosamente assassinato proprio l’anno dell’assegnazione del Nobel ad Einstein.
Vi era poi l’atteggiamento diffidente di una parte del mondo accademico verso i contributi originali di Einstein a tali idee, soprattutto il postulato della luce – alcuni membri della commissione del Nobel dichiararono che “ la correttezza della Relatività Speciale poggiava su convinzioni e non fatti provati, e che la Relatività Generale non poteva reggere un’analisi critica “.
Infine, proprio in quegli anni il celebre fisico americano Dayton Miller aveva dichiarato di aver dimostrato definitivamente l’esistenza dell’etere, sulla base di una ciclopica ricerca effettuata con interferometri sempre più potenti (tale lavoro, consistente in 20.000 ore di osservazioni compiute nell’arco di circa vent’anni, contro le poche ore effettuate nell’arco di quattro giorni da Michelson e Morley nel loro esperimento del 1887, venne in seguito cancellato completamente dalla storia della scienza, dopo la morte del suo autore). Probabilmente a causa di tutte le ragioni appena indicate, la dedica ufficiale del premio Nobel non cita nemmeno la Relatività, segno di un imbarazzo non ancora sopito, e si limita invece a motivare il premio “per i servizi di Einstein alla Fisica Torica, e specialmente per la sua scoperta della legge dell’effetto fotoelettrico”.
I concetti fondamentali della Relatività Speciale
La meccanica “classica” si propone di descrivere il moto di un sistema rispetto all’altro sulla base di criteri oggettivi, quali il tempo assoluto (ovvero il principio che lo scorrere del tempo è indipendente da qualsiasi altra cosa, e pertanto è lo stesso in ogni luogo dell’universo).
La Relatività Speciale si propone invece di descrivere ciò che osservatori di due sistemi in moto relativo tra loro vedono l’uno dell’altro sulla base della velocità finita della luce. Entrambi i modelli fanno uso di particolari relazioni matematiche tra sistemi di coordinate, dette trasformazioni (ricordiamo che un sistema di coordinate è un reticolo immaginario introdotto da Cartesio, che ci permette di individuare nello spazio, un punto o enti geometrici più complessi, quali rette, curve, ecc.).
Ovviamente le trasformazioni di Einstein sono più complesse di quelle classiche, in quanto trattano di fenomeni soggettivi e non oggettivi. Il principio alla base di tale impostazione è che noi conosciamo l’esistenza di un evento solo nel momento in cui la luce ne trasmette a noi l’esistenza. E, più in generale, il fatto che qualsiasi trasmissione, sia essa di un’informazione o di una forza, necessita di un tempo finito per propagarsi.
Viene pertanto a cadere l’idea di propagazione istantanea insita nella teoria di Newton (10). E cade anche il principio di oggettività di un evento, in quanto per Einstein la percezione della realtà fisica, ovvero dello spazio e del tempo, è soggettiva, in quanto dipende dal punto di vista dell’osservatore. La conseguenza più eclatante e controversa di tale impostazione è senza dubbio l’abbandono del concetto newtoniano di tempo assoluto.
Mentre Newton usa la metrica temporale come strumento assoluto di misura per eccellenza (per Newton un secondo è lo stesso per qualsiasi osservatore), Einstein considera tale metrica deformabile, e quindi a sua volta misurabile (nel senso che è possibile misurarne la deformazione). Sino qui la teoria di Einstein è comunque ancora molto simile a quella di Lorentz (anche quest’ultimo introduce l’idea di tempo soggettivo, da lui chiamato “tempo locale”). Ciò in cui la teoria di Einstein differisce drasticamente da quella di Lorenz è il modello fisico di partenza, ovvero quell’insieme di premesse basate sulla realtà fattuale che in una teoria deve essere poi tradotto in precise relazioni matematiche.
Il modello fisico di partenza
Dal momento che l’oggetto d’indagine di una teoria relativistica, riguarda sistemi in moto relativo fra loro a velocità confrontabili con quella della luce, ovvero situazioni del tutto irrealizzabili sperimentalmente agli inizi del novecento (e in parte ancora oggi), per delineare il proprio modello fisico Einstein si serve di esperimenti mentali, ovvero di situazioni immaginate ma logicamente plausibili, nelle quali degli osservatori conducono le loro misurazioni per mezzo di metri ed orologi, ovvero di strumenti familiari a tutti noi, in quanto destinati alla misura del macrocosmo.
L’obbiettivo di Einstein è quindi stabilire cosa tali osservatori realmente vedono. E’ subito evidente che il problema più grosso di tale interpretazione, consiste proprio nel definire la velocità del tramite che conduce le informazioni dall’evento all’osservatore, ovvero la luce.
Nell’elettrodinamica di Maxwell, tale velocità è relativa al mezzo di propagazione in cui la luce si muove, ovvero l’etere, il quale a sua volta può avere una sua velocità. Ciò da luogo ad un modello alquanto complicato.
Einstein invece risolve d’ufficio il problema della velocità della luce, stabilendo per mezzo del postulato cardine della sua teoria, che la luce viaggia sempre alla medesima velocità per qualsiasi osservatore inerziale (ovvero in quiete o in moto rettilineo uniforme). In tal modo elimina “tout court” la necessità dell’etere tanto caro a Maxwell, Lorentz, e Michelson, e a tutta la scuola dei “vecchi fisici” (va precisato comunque che Einstein non negò mai apertamente l’esistenza dell’etere, ma semplicemente dichiarò che il suo modello non necessitava di tale elemento). L’introduzione di un modello assoluto cui ogni osservatore deve far riferimento, è davvero il passo più rivoluzionario e controverso della Relatività, nonché l’elemento che la differenzia nettamente dalla teoria di Lorentz. 
Un passo così contrario alla logica da far addirittura ritenere a molti profani che si tratti di un’incredibile conseguenza, ma pur sempre conseguenza, della teoria, e non di una premessa formulata a priori. Per di più, tale imposizione, viene fatta convivere a forza, con il primo postulato della teoria, che invece afferma il principio galileiano secondo cui nessun moto è assoluto, ma solo relativo a qualcos’altro, ovvero l’esatto contrario di quanto enunciato dal postulato della luce.
Ovviamente il nuovo postulato di Einstein, porta innegabili vantaggi, in quanto i calcoli delle alterazioni apparenti sono enormemente semplificati (come lo sarebbero gli orari ferroviari, se un postulato imponesse che tutti i treni viaggino d’ufficio sempre a 100 Km/h). Si tratta però di vedere se tale modello, oltre che semplice ed elegante, sia anche corretto (anche il modello geocentrico era semplice ed elegante, ma nondimeno sbagliato).
Conseguenze del postulato sulla luce
Non è facile rendersi immediatamente conto delle profonde implicazioni che comporta un cambiamento così radicale di punti di vista rispetto ai principi della fisica classica. Secondo la meccanica galileiana e newtoniana un’automobile in moto a 150 Km/h che sorpassi un’automobile che procede a 100 Km/h, relativamente a quest’ultima, si muoverà a 50 Km/h.
Ma il postulato della costanza della luce, comporta invece che un’astronauta che viaggia a 100.000 Km/sec. nella direzione di un raggio di luce, non vede la luce viaggiare rispetto a sé a 200.000 Km/sec. , ma sempre a 300.000 Km/sec. E più in generale, che a qualsiasi velocità egli vada, egli veda la luce viaggiare sempre alla medesima velocità, 300.000 Km/sec. Si può pertanto affermare che la quiete assoluta rappresentata dalla Terra nella concezione aristotelica-tolemaica, viene qui sostituita da un moto assoluto, “uber-alles”, quello della luce.
Il fatto che nessuna velocità, possa superare quella della luce, significa anche che la somma di due velocità non può mai superarla. Ad esempio, se il tachimetro del vostro razzo interplanetario indica una velocità di 150.000 Km/sec , rispetto alla Terra, e incrociate un razzo in senso opposto che viaggia anch’esso a 150.000 Km/sec , la velocità alla quale osservate il razzo venirvi incontro, secondo Einstein, sarà 240.000 Km/sec, e non 300.000 Km/sec, come sarebbe logico aspettarsi. Da ciò deriva la conseguenza più eclatante della teoria: se il razzo che osservate vi appare più lento di quanto sia in realtà, ciò è dovuto al fatto che il suo tempo scorre più lentamente del vostro. Infatti, non è difficile rendersi conto che alterando il parametro velocità, si modifica inevitabilmente anche il parametro tempo, e il parametro spazio (non va dimenticato che la velocità è espressa come spazio/tempo).
Quindi il noto effetto relativistico di “dilatazione del tempo”, deriva proprio da tale correzione “al ribasso” delle velocità. Anche la contrazione delle lunghezze e l’aumento della massa rispondono sostanzialmente a tale logica, cioè sono conseguenze matematiche del limite imposto alla velocità di un sistema. Le equazioni relativistiche, pertanto svolgono la funzione di limitare la velocità di un sistema (corpo, orologio, o qualsiasi altra cosa) rispetto a un osservatore, affinché quest’ultimo lo veda sempre viaggiare ad una velocità inferiore a quella della luce. Ovviamente tale azione limitante non avviene tutto ad un tratto, superata una certa soglia, ma è progressiva: impercettibile alle basse velocità, essa cresce in modo esponenziale man mano che la velocità si approssima a quella della luce. Si tratta in sostanza di trasformare la progressione costante di un’accelerazione lineare newtoniana, rappresentata da un grafico tempo/accelerazione che disegna un’infinita linea retta, in un’accelerazione che diminuisce progressivamente, rappresentata da un grafico tempo/accelerazione che disegna una curva che si appiattisce verso l’alto con l’approssimarsi del limite “orizzontale” della velocità della luce , senza mai toccarlo.
Un modello per il suono ed uno per la luce
La Relatività speciale prevede anche la cosiddetta contrazione delle lunghezze, anch’essa mutuata tale e quale dalla teoria di Lorentz. Ma dal momento che tale contrazione non è mai stata osservata, ciò che ora ci interessa è la dilatazione dei tempi. Come abbiamo visto, tale effetto consiste in una dilatazione temporale apparente osservata da un osservatore in una sorgente luminosa in moto di allontanamento o di avvicinamento rispetto a lui, e dovuta alla velocità finita della luce (chiaramente se la luce non si propagasse istantaneamente non avrebbe luogo né questo né nessun altro effetto relativistico). 
Ricordiamoci ora della nostra digressione sulle alterazioni temporali apparenti causate dalla velocità finita del suono: abbiamo visto come un osservatore in quiete ascolterà una dilatazione temporale in una sorgente sonora che si allontani da lui a velocità costante. Non vi sembra che si tratti fondamentalmente dello stesso fenomeno? Ovviamente nei due modelli le velocità in gioco sono differenti. Ma entrambi sono basati sulla velocità finita di un’onda (luce o suono), e nel caso appena considerato entrambi comportano lo stesso tipo di alterazione apparente – dilatazione temporale già osservata nel moto di allontanamento di una sorgente sonora.
Disponiamo quindi di un modello fisico matematico, quello utilizzato dalla fisica classica per la propagazione del suono, che se correttamente interpretato, prevede anche alterazioni temporali analoghe a quelle della Relatività Speciale (anche se i testi di acustica non le citano, facendone così un argomento misconosciuto da buona parte dei fisici). Inoltre, esso presenta l’innegabile vantaggio di essere basato su logica causale, e non su di un postulato che con la logica non ha nulla a che spartire.
La prima domanda che sorge spontanea è: possono convivere due modelli diversi che descrivono lo stesso tipo di fenomeni legati alla propagazione ondulatoria, il primo basato sull’esperienza, il secondo su di un postulato contrario ad ogni logica?
E’ opinione di chi scrive che tale convivenza sia impossibile.
In primo luogo poiché il fatto che sia possibile prevedere, nonché produrre effettivamente, un effetto di dilatazione dei tempi nell’ambito del modello classico della propagazione di un’onda, prova che tale modello è applicabile anche alla propagazione della luce, e il fatto che tale modello presenti l’indubbio vantaggio di essere basato solo su esperienza e logica causale e non su di un imbarazzante postulato, rende a mio avviso la Relatività Speciale una teoria obsoleta.
In secondo luogo, poiché mentre la nostra interpretazione ampliata dell’effetto Doppler sonoro prevede una compressione temporale nel caso di moti di avvicinamento (il procedimento logico è chiarissimo, se quando una sorgente sonora si allontana da un osservatore il gap temporale dato dalla distanza aumenta progressivamente, dando luogo ad una dilatazione temporale apparente, quando la sorgente si avvicina, il gap temporale dato dalla distanza verrà progressivamente colmato, dando luogo ad un’accelerazione del tempo apparente della sorgente), la Relatività Speciale, come già detto, prevede dilatazione temporale anche nel caso di moti di avvicinamento, elemento che alla luce del vero meccanismo che produce una dilatazione temporale, ovvero la dilatazione delle informazioni causata dal moto di allontanamento, rende quest’ultima teoria non solo obsoleta, ma anche scorretta.
Note:
(1)Oltre ai quattro elementi fondamentali teorizzati da Empedocle – terra, aria, acqua e fuoco – Aristole postulò l’esistenza di un quinto elemento divino, da lui chiamato “etere”, incomposto, ingenerato, eterno inalterabile, invisibile e privo di peso, che avrebbe permeato l’intero universo, oltre a costituire il principale ingrediente dei corpi celesti.(2)L’equazione dell’effetto Doppler “classico” è: no = ns (v-vo) / (v-vs), dove no è la frequenza rilevata dall’osservatore, ns è la frequenza emessa dalla sorgente, v è la velocità dell’onda nel mezzo, vo la velocità dell’osservatore rispetto al mezzo, e vs la velocità dalle sorgente rispetto al mezzo, considerando i moti come aventi luogo sullo stesso asse. Nel caso di un osservatore in quiete rispetto al mezzo. La relazione diventa: no = ns / ( 1- vs/v).
(3)Nel maggio del 2005 l’autore di questo articolo ha effettuato l’esperimento sopra descritto, utilizzando una sorgente in movimento che diffondeva un campione sonoro di lunghezza nota. Le registrazioni, effettuate con un registratore digitale e poi analizzate con un software di editing del suono, hanno pienamente confermato l’esistenza di un effetto di dilatazione/compressione temporale nella propagazione del suono. I risultati dell’esperimento sono stati pubblicati nel Luglio del 2006 sullo “scientific journal Apeiron”, come appendice di un più ampio articolo sulla Relatività.
(4)Tale effetto è descritto matematicamente dalla relazione Dt = Dt’ ( 1- v/c ), (la lettere greca D, che si legge Delta, significa intervallo, ed il simbolo t rappresenta il tempo), dove Dt’ rappresenta la durata oggettiva (propria) di un campione emesso da una sorgente sonora in moto, ovvero un intervallo di tempo proprio o assoluto, Dt rappresenta la durata soggettiva dello stesso campione emesso dalla sorgente misurata dall’osservatore in quiete, ovvero un intervallo di tempo improprio o alterato (dilatato o compresso, a seconda che la sorgente si allontani o si avvicini), v è la velocità della sorgente e c la velocità del suono (è qui volutamente impiegato il simbolo c, che significa costante, normalmente utilizzato per la luce, per facilitare successivi confronti tra i modelli di propagazione del suono e della luce). Il fattore ( 1-v/c ), rappresenta qui il rapporto tra il tempo oggettivo e soggettivo, è l’inverso del coefficiente dell’effetto Doppler classico, vedo nota (3).
(5)A.A.Michelson e E.W.Morley, “ On the Relative Motion of the Earth and the Luminiferous Ether “, Am. Journal of Science (3rd series) 34 333-345 (1887).
(6)Proprio in virtù di tali risultati non nulli ma inferiori alle aspettative, alcuni fisici avanzarono l’ipotesi di un trascinamento dell’etere da parte della Terra, che avrebbe minimizzato o addirittura annullato l’effetto “ether drift”.
(7)Orbitare attorno ad un pianeta consiste in effetti nel cadere continuamente verso di esso, ma in direzione perpendicolare a quella del suo centro di gravità, “mancando” quindi continuamente il bersaglio. Si tratta però dell’azione combinata di due fattori, una forza centripeta, ovvero quella di gravità, e un moto rettilineo uniforme perpendicolare ad essa, la cui interazione da luogo ad un momento angolare costante, ossia un percorso curvo attorno alla Terra.
(8)In tale contesto Einstein utilizza una geometria non euclidea derivata dalle idee di Gauss, Riemann e Minkowsky, e per formalizzare matematicamente la curvatura dello spazio tempo instaurata da un campo gravitazionale, si servì di enti matematici chiamati tensori, in grado di definire deformazioni di una realtà multidimensionale.
(9)Olinto De Pretto, Schio (Vicenza), “L’ipotesi dell’etere nella vita dell’universo”, articolo pubblicato negli Atti del Reale Istituto Veneto di Scienze, Lettere ed Arti, 1903-1904, con prefazione del celebre astronomo Schiapparelli. Per un ulteriore approfondimento si consiglia la lettura del libro di Umberto Bartocci, “Albert Einstein ed Olinto De Pretto: la vera storia della formula più famosa del mondo”. Editrice Andromeda.
(10)Sia ben chiaro, Newton non credette mai al concetto di propagazione istantanea, ma usò semplicemente tale idea come espediente matematico per semplificare i suoi modelli fisici, ovvero come convenzione per ovviare ad un problema, quello della propagazione di una forza, per lui irrisolvibile, date anche le scarse possibilità di indagine sperimentale del suo tempo (anche il postulato sulla luce di Einstein è in ultima analisi una convenzione per ovviare al problema dell’etere, come lui stesso dichiarò in un suo scritto).
Terza ed ultima parte
Una breve rassegna dei postulati, delle interpretazioni e dei paradossi della Relatività Speciale, nonché delle sue verifiche sperimentali, offre un quadro assai contraddittorio della teoria di Einstein.
Percorso logico matematico della Relatività Speciale che conduce al coefficiente di Lorentz
Il fatto che la Relatività Speciale preveda sempre dilatazione temporale indipendentemente dalla direzione del moto della sorgente è dovuto all’elevazione al quadrato del termine v/c nel coefficente di Lorentz (invertendo la direzione della velocità, ovvero il segno di v, dato che il termine è elevato al quadrato, il risultato finale non cambia). E’ interessante comprendere come Einstein ottenga tale risultato. A tale scopo consideriamo il suo articolo del 1905, nel quale egli fornisce una precisa descrizione del modello dal quale deriva le sue trasformazioni. In breve, egli considera un percorso avanti e indietro della luce lungo una distanza fissa parallela all’asse del moto, avente luogo in un sistema considerato “in moto”. Servendosi del suo postulato sulla luce, Einstein calcola poi tale percorso sulla base di come esso appare ad un osservatore solidale al moto del sistema stesso, e di come invece appare ad un osservatore all’origine di un sistema considerato “in quiete”. Le quantità ottenute sulla base dei due diversi punti di vista, differiscono per un fattore (1 – v2/c2).
Tale viaggio avanti e indietro della luce gli fu probabilmente ispirato dallo schema ottico dell’interferometro di Michelson, che si basa sull’unico modo possibile di misurare un’eventuale anisotropia nella propagazione della luce in moti traslatori puri, e cioè comparando percorsi avanti e indietro della luce, lungo due bracci perpendicolari di uguale lunghezza. In tale apparecchio la differenza teorica tra i due percorsi è proprio espressa dal fattore di Lorentz
(non a caso Lorentz aveva supposto un effetto di contrazione uguale e contrario in grado di equalizzare i due percorsi ottici dall’interferometro).
Ma la differenza reale di tale anisotropia consiste in realtà in un effetto molto più grande, ovvero (c+v) o (c-v). Nell’utilizzare un percorso avanti e indietro della luce (derivato dallo schema dell’interferometro di Michelson) nel suo modello teorico ideale, Einstein perciò confonde il limite pratico di uno strumento di misura con l’effetto teorico totale misurabile, e l’entità dell’effetto che ottiene è chiaramente minore del corretto effetto totale, ottenibile con il fattore (1-v/c). Inoltre tale impostazione non risponde neppure al requisito base della Relatività Speciale, è cioè considerare ciò che gli osservatori realmente vedono. Infatti, quando un osservatore vede un evento, la luce non viaggia dai suoi occhi fino all’evento e poi torna a lui, ma più semplicemente viaggia dall’evento fino a lui, ovvero compie un viaggio in una sola direzione. Pertanto in tale contesto, utilizzare come percorso “campione” un viaggio avanti e indietro della luce semplicemente non ha senso (va qui rilevato che ritoviamo tale tipo di percorso avanti e indietro della luce, in tutte le dimostrazioni originali di Einstein, nonché in pressoché tutte quelle di altri autori).
Nel procedimento di Einstein vi sono poi altre scorrettezze che vanno ad aggiungersi ai problemi già evidenziati. Quindi, non solo, come abbiamo visto, il modello fisico è scorretto, ma anche il procedimento algebrico lo è. Per la natura strettamente matematica di tali errori, che in ogni modo vanno solo ad aggiungersi ai macroscopici problemi già evidenziati, ne forniamo qui solo un breve cenno. Il primo problema riguarda la somma dei due percorsi nei due sensi della luce, che come abbiamo già visto da luogo ad un coefficiente di Lorentz senza la radice, ovvero elevato al quadrato. In breve, Einstein riesce a mettere sotto la radice il coefficiente grazie ad operazioni matematiche ridondanti basata sull’ambivalenza dei simboli utilizzati. Infatti, a differenza del modello di Lorentz, basato su effetti oggettivi causati dal moto attraverso l’etere, il modello di Einstein è basato sulla totale soggettività e reciprocità degli effetti, che non sono oggettivi ma dipendono dal punto di vista dell’osservatore. Abbiamo perciò la distinzione tra coordinate proprie, misurate da un osservatore interno al sistema, e quelle improprie, ovvero soggettive, misurate da un osservatore esterno.
Dal momento che, nell’ambito del modello di Einstein, di ogni coordinata esistono due interpretazioni possibili, ovvero quella propria (oggettiva) e quella impropria (soggettiva), egli dovrebbe considerare due tipi di simboli, per ognuno dei due sistemi ovvero quattro tipi di simboli in totale. In realtà ne utilizza solo due. Ciò permette di invertire coordinate proprie ed improprie sulla base del principio di reciprocità degli effetti (conseguenza del postulato di relatività galileiana), permettendo operazioni ridondanti del tipo: se A è il doppio di B, allora B è la metà di A che è il doppio di B, quindi A è quattro volte B.
A questo punto i lettori più esperti obietteranno che oggi esistono moltissime dimostrazioni della Relatività Speciale di svariati autori, e che non possono essere tutte in errore. Ma questa apparente concordanza di risultati si spiega in realtà con il semplice fatto che pressoché tutte le dimostrazioni oggi disponibili si basano su quelle fornite da Einstein stesso nel corso della sua vita. Si tratta per, così dire, di dimostrazioni “autorizzate”. Tutte perciò contengono il problema dell’ambivalenza dei simboli, e di conseguenza tutte conducono a operazioni ridondanti. Tale problema è talmente sottile da assomigliare ad un sofismo. Con un modello mal posto si può dimostrare che Achille non raggiungerà mai la tartaruga. E si possono derivare anche le trasformazioni di Lorentz dal postulato sulla luce. Il secondo errore di fondo concerne il concetto stesso di coordinata.
All’inizio della sua trattazione Einstein parla infatti di trasformazioni tra coordinate, ma alla fine quello che Einstein ottiene sono trasformazioni tra metriche, ovvero esattamente il contrario di quello che vuole ottenere – se la metrica apparente si contrae, la coordinata si dilata e viceversa. Infatti se t’ è il tempo proprio, ovvero la coordinata temporale osservata da un osservatore nel sistema “in moto” sul proprio orologio, e t il tempo improprio, ovvero la coordinata osservata sul medesimo orologio “in moto” da un osservatore “in quiete”, quando l’osservatore nel sistema in moto vede le ore 12 sul proprio orologio – coordinata t’ – l’osservatore “in quiete” dovrebbe vedere tale orologio andare indietro, ovvero segnare un’ora minore, ad esempio le 10 – coordinata t .
In realtà ciò è l’esatto contrario di quanto espresso dalla trasformazione per i tempi di Einstein,
che se intrepretata correttamente come trasformazione tra coordinate, fornisce il risultato assurdo che l’osservatore “in quiete” vedrà l’orologio “in moto” t’ andare avanti rispetto al proprio tempo t, ovvero vedrà il futuro, e non il passatodel sistema in movimento. Quanto appena detto dimostra non solo che il modello fisico di Einstein è scorretto, ma anche che, utilizzando un percorso algebrico corretto ed esente da contraddizzioni, partendo da tale modello, è impossibile arrivare alle trasformazioni di Lorentz.
Consistenza logica del postulato sulla luce
Un postulato è per definizione un assunto indimostrabile. Tale apparente privilegio è però giustificato dal fatto che un postulato normalmente enuncia qualcosa la cui evidenza è tale da costituire la base stessa di qualsiasi ulteriore costruzione logica – ad esempio, non possiamo dimostrare che per due punti passa una sola retta, o che la somma degli angoli di un triangolo qualsiasi è sempre 180°, ma queste cose sono verificabili da chiunque, e quindi ci rendiamo conto che non possono che essere vere. Un postulato può essere pertanto definito come una verità così fondamentale da essere provata dalla sua stessa esistenza fattuale, e sulla quale noi possaimo edificare qualsiasi ulteriore costruzione logica. Anche la costanza assoluta della velocità della luce è presentata da Einstein come un postulato, e in quanto tale indimostrabile. Si tratta però di un postulato del tutto particolare, in quanto non solo non è basato sull’esperienza, ma addiruttura la contraddice in pieno – nessuno di noi ha esperienza di qualcosa che viaggia sempre alla stessa velocità indipendentemente dal nostro moto. Purtroppo, proprio in quanto postulato, la costanza della luce oggi è considerata un principio intoccabile. Basti pensare che l’autorità internazionale preposta alla definizione delle unità di misura, la Conférence Genéral des Poids et Mesures, ha stabilito che un metro è la lunghezza del percorso attraversato dalla luce nell’intervallo di tempo di 1/299.792.458 di secondo.
E’ evidente che, nel momento in cui la scienza trasforma un possibile oggetto di indagine metrica, in questo caso la velocità dalla luce, in un metro di misura, sanziona la fine di ogni ulteriore indagine su di esso. In ogni caso, per quanto un postulato non possa essere direttamente messo in discussione, è perlomeno legittimo testarne la consistenza logica, in quanto nessun postulato può contraddire i principi base della logica causale. Immaginiamo quindi che in un sistema “in moto” sia piazzato un interferometro, al quale è collegato uno spettacolo pirotecnico, in grado di scatenarsi nel caso l’apparecchio rilevi frange d’interferenza.
Secondo il postulato della luce, osservatori nel sistema “in moto”vedranno l’interferometro non rilevare alcun effetto e pertanto non assisteranno ad alcuno spettacolo pirotecnico. Invece gli osservatori del sistema “in quiete” vedranno l’interferometro rilevare frange d’interferenza, e pertanto si godranno lo spettacolo pirotecnico. Il problema che si presenta ora, determinato dal particolare modello fisico da noi immaginato, è alquanto singolare. Infatti, come sappiamo, il postulato della luce comporta che diversi osservatori vedano lo stesso evento in momenti differenti, ovvero abolisce la simultaneità degli effetti. Ma nel modello testé proposto, quello che cambia non è solo il “quando” i diversi osservatori vedono lo stesso evento, ma anche il “cosa” essi vedono! Infatti, per alcuni osservatori lo spettacolo pirotecnico avrà luogo, per altri invece no.
A questo punto abbiamo due sole possibilità: o ammettere che anche nella fisica del macrocosmo siano possibili sovrapposizioni di eventi possibili, analoghe a quelle previste dalla meccanica quantistica; oppure rigettare il postulato sulla luce in quanto in contraddizione con la logica causale. Inutile dire che noi propendiamo decisamente per la seconda scelta.
Confusioni interpretative circa la Relatività Speciale
Le contraddizioni cui porta la teoria di Einstein hanno generato nel corso del tempo interpretazioni ”ad hoc” tese a giustificarle, che però a loro volta spesso cadono in contraddizione con altri elementi della teoria. Le più notevoli discordanze interpretative riguardano senz’altro l’apparenza degli effetti relativistici e l’applicabilità della teoria a moti leggermente curvi. Sull’apparenza (e quindi reciprocità) degli effetti, è lo stesso Einstein a pronunciarsi, nel paragrafo sul significato fisico delle sue trasformazioni contenuto nell’articolo del 1905, quando, riferendosi alla contrazione delle lunghezze osservata nel sistema “in moto” dall’osservatore “a riposo” afferma che : “..è chiaro che i medesimi risultati valgono per i corpi a riposo nel sistema a riposo, qualora li si consideri da un sistema in moto uniforme”. Ossia considera tale effetto apparente e reciproco. Ma poco più avanti, sempre nello stesso paragrafo, commentando la sua trasformazione sui tempi, porta l’esempio dei due orologi inizialmente “in quiete” situati sull’equatore terrestre, a uno dei quali viene fatto compiere un giro completo dell’equatore per ritornare poi al punto di partenza accanto all’altro orologio, e conclude affermando che l’orologio che ha compiuto il viaggio, mostrerà un ritardo rispetto all’orologio rimasto in quiete. In tal caso, quindi, considera tale dilatazione temporale reale ed univoca.
Dobbiamo forse credere che Einstein consideri la contrazione delle lunghezze come apparente , e la dilatazione dei tempi come reale? (La differenza tra effetti apparenti e reali non è cosa da poco: un conto è dire che un oggetto quando si allontana sembra rimpicciolire, altra cosa è sostenere che esso rimpicciolisce davvero). E’ assolutamente poco verosimile. Più probabile invece un’affermazione contradditoria all’interno della teoria, che però ha dato origine a un’erronea corrente interpretativa che considera gli effetti della Relatività Speciale come reali. L’esempio degli orologi, tocca inoltre un altro problema. Infatti in tal caso Einstein applica gli effetti della Relatività Speciale, teoria il cui ambito predittivo è limitato per definizione dallo stesso autore ai moti rettilinei, a un percorso equatoriale attorno alla Terra ovvero chiaramente curvo (non possono essere qui chiamati in causa effetti dovuti alla Relatività Generale, in quanto egli avrebbe concepito tale teoria solo molti anni più tardi).
Si può dire che sia stata proprio tale confusione interpretativa a generare il celebre paradosso dei gemelli, usualmente impiegato per illustrare ai non addetti ai lavori i drammatici effetti della dilatazione temporale prevista dalla Relatività speciale. Tale paradosso è così contradditorio da meritare un paragrafo a parte.
Il paradosso dei gemelli
Uno dei due gemelli intraprende un lungo viaggio spaziale a velocità prossima a quella della luce. L’altro lo attende fiducioso a Terra. Quando dopo un anno di viaggio il gemello astronauta ritorna, stando alle previsioni di Einstein, il tempo del gemello astronauta si sarà dilatato a causa del suo viaggio a velocità relativistiche, e pertanto egli sarà invecchiato molto meno del gemello rimato a Terra. Innanzi tutto notiamo che si tratta in questo caso di una dilatazione temporale reale e non apparente – il gemello che ha compiuto il viaggio è invecchiato realmente meno rispetto a quello rimasto a Terra. Il paradosso nasce proprio dal fatto che invertendo i punti di vista in base al principio di relatività, ovvero considerando il gemello sulla Terra in moto e quello astronauta fermo, a essere invecchiato meno dovrebbe essere il gemello rimasto sulla Terra. E’ chiaro che se considerassimo tali effetti come apparenti e reciproci, tale paradosso non esisterebbe, in quanto si tratterebbe per entrambi solo di illusioni ottiche. Ma il paradosso dei gemelli è chiaramente modellato sull’esempio dei due orologi all’equatore di Einstein, e pertanto ne riprende anche la conclusione, ovvero la realtà degli effetti.
Il paradosso è quindi generato dalla contraddizione tra realtà degli effetti e reciprocità, due caratteristiche chiaramente incompatibili. I sostenitori della Relatività ritengono che a risolvere il problema ci pensa la Relatività Generale, che però è un’altra teoria, per di più pubblicata oltre dieci anni dopo la Relatività Speciale, la quale, trattando di moti accelerati, opera un distinguo tra il moto del gemello astronauta, che ha subito accelerazioni, e il moto presunto del gemello a Terra, che invece non le ha subite. Un modo frettoloso di risolvere la questione che francamente ci lascia con la bocca asciutta. Infatti, si individua la soluzione del paradosso nello stabilire quale dei due gemelli è realmente in moto, ovvero ha realmente accelerato, e quale no. Ma tale soluzione non tiene conto del fatto che, a parte l’accelerazione iniziale, l’accelerazione dovuta all’inversione di rotta e la decelerazione finale, il viaggio si svolge interamente con moto rettilineo uniforme.
Quindi tale soluzione implica il principio assurdo che un moto rettilineo uniforme dovuto a un’accelerazione differisca da un moto rettilineo non dovuto a un’accelerazione, ovvero, parafrasando Orwell, che alcuni moti inerziali siano più inerziali di altri. Inoltre, un principio che afferma che, per stabilire quale dei due sistemi sia realmente in moto, dobbiamo stabilire prima quale dei due ha accelerato, implica che si debba conoscere la “storia” a ritroso di tutte le accelerazioni di due sistemi, in quanto il sistema A può aver accelerato l’anno prima, ma il sistema B può avere accellerato dieci anni prima, e indagando a ritroso nel tempo, potremmo scoprire che il sistema A ha accelerato 10.000 anni prima, il sistema B un milione di anni prima, e in definitiva, tutti i sistemi hanno subito l’accelerazione istantanea del Bib Bang. Un vero insulto logico al principio di relatività. E’ chiaro che una visione del genere è semplicemente inaccettabile, nonché capziosa, quanto lo stabilire il sesso degli angeli. Inoltre è lo stesso Einstein, riferendosi agli effetti relativisti, ad escludere tale soluzione:
“E’ indispensabile ai fini di queste argomentazioni assumere che il comportamento dei campioni di misura sia indipendente dalla storia del loro moto precedente” (1)
Evidenze sperimentali a favore della Relatività Speciale
Diamo infine un breve sguardo alle cosiddette prove a favore della Teoria, ritenute da molti così determinanti da far dimenticare tutte le falle riscontrabili nell’impianto teorico (e noi ne abbiamo rilevate davvero tante!).
Esperimento di Hafele e Keating
Quale prova determinante a favore della Relatività Speciale, viene spesso citato il celebre esperimento condotto nei primi anni ’70 da Hafele e Keating, nel quale orologi atomici furono fatti volare su aerei di linea lungo rotte equatoriali opposte, e poi confrontati con identici orologi rimasti sulla Terra. Le deviazioni temporali riscontrate furono giudicate in accordo con la Relatività Speciale e Generale, quest’ultima coinvolta nei calcoli per la minore gravità presente all’altitudine di volo degli aerei (secondo la Relatività Generale la distorsione spazio-temporale prodotta da un campo gravitazionale dà luogo ad una dilatazione temporale , per cui il tempo sugli aerei di linea in volo scorre un po’ più lento che a Terra). Quindi un risultato davvero esemplare, e perciò riportato da moltissimi testi relativistici. 
In realtà un recente studio di Al Kelly sulle carte originali dell’esperimento, facilmente reperibili su Internet, rivela come i dati sperimentali dei quattro orologi utilizzati, due su ogni aereo, furono pesantemente manipolati per concordare con le previsioni teoriche.(2) Va poi aggiunto che tali previsioni relativistiche furono calcolate sulla base di un riferimento polare terrestre (ovvero un’ideale Terra non rotante), senza il quale i conti non tornavano comunque, contraddicendo così il primo postulato della Relatività, secondo cui qualsiasi punto di vista deve fornire risultati coerenti con la teoria. Inoltre, l’intero esperimento è viziato dall’errata interpretazione degli effetti relativistici come reali, già evidenziata per il paradosso dei gemelli. Infine, va citato il fatto che il fisico inglese Louis Essen (1905-1997), considerato “il padre” dell’orologio atomico, per aver progettato e costruito nei primi anni ’50 il primo orologio atomico al cesio funzionante, nonché compiuto con esso la prima misurazione estremamente accurata della velocità della luce, mise seriamente in discussione tale esperimento sulla base della scarsa affidabilità degli orologi atomici nel lungo periodo – scarsa è riferito a tempi dell’ordine del milionesimo di secondo, che però in questi casi diventano determinanti. Per la cronaca, una serie di articoli fortemente critici nei confronti della Relatività Speciale da lui scritta negli anni ’70 pose fine alla sua brillante carriera, e decretò il suo isolamento a vita dal mondo accademico. (3)
Dilatazione temporale della vita media dei muoni ad alte velocità
Un’altra prova considerata determinante a favore della Relatività Speciale, è costituita dall’alta percentuale di muoni originati da interazioni fra i raggi cosmici e l’alta atmosfera che riesce a raggiungere la superficie della Terra al livello del mare – la prima rilevazione di questo tipo fu effettuata da Rossi e Hall nel 1941. (4) Infatti la vita media dei muoni “a riposo” (5) è troppo breve per giustificare il fatto che una così alta percentuale di essi “sopravvive” fino alla Terra. L’elevato flusso osservato al suolo viene quindi spiegato assumendo che il tempo dei muoni si dilati a causa della loro velocità prossima a quella della luce, in accordo con la teoria di Einstein. Innanzitutto, anche in questo caso, ci si chiede perché tale effetto sia reale e non apparente – l’effetto non è osservato a distanza, ma rilevato da apparecchi appositi chiamati scintillatori plastici che evidenziano il reale passaggio fisico delle particelle. Va poi sottolineato che tale fenomeno può essere anche spiegato attribuendo ai muoni una velocità superiore a quella della luce. Si tratta perciò di una prova basata su di un’argomentazione tautologica, ovvero che dimostra la Relatività Speciale imponendo a priori la verità del principio stesso su cui essa è fondata, il postulato sulla luce. Pertanto tale prova può essere può essere eventualmente considerata una possibile interpretazione del fenomeno in chiave relativistica, e nulla più.
Esperimenti che ricercano un’anisotropia nella propagazione della luce
Per quanto riguarda gli esperimenti tesi a rilevare un’anisotropia nella propagazione della luce per mezzo di un interferometro del tipo di Michelson – citiamo qui quelli di Tomascheck, Kennedy, Illingworth, Michelson, Pease e Pearson, Piccard e Stahel, Joos – va ancora una volta ribadito che nessuno di questi ha mai dato un risultato davvero nullo (6), ma che tutti invece hanno sempre rilevato la presenza di un fringe shift, anche se minore rispetto a quello previsto da un modello con etere stazionario (7).
Vi sono poi gli esperimenti di tale tipo basati sull’interferometro di Sagnac, che paragona due viaggi della luce in sensi opposti lungo lo stesso percorso chiuso (poligono o cerchio) e può quindi rilevare un effetto completo del tipo (c+v) o (c-v), e non solo una piccola parte di esso come gli interferometri di Michelson. Tali esperimenti hanno sempre rilevato l’intero effetto: celebre è l’esperimento di Michelson e Gale del 1925, realizzato con un gigantesco interferometro dal percorso ottico rettangolare (640×320 metri). Tale anisotropia è inoltre confermata dalle trasmissioni elettromagnetiche, alla cui famiglia la luce appartiene, che hanno luogo sulla Terra. Esse impiegano 207 nanosecondi in più per compiere un giro completo dell’equatore verso Ovest, e 207 in meno per compiere lo stesso percorso in senso opposto, ovvero viaggiano più lente nella direzione della rotazione terrestre e più veloci nella direzione opposta. Come considerare una prova più evidente di un’anisotropia della luce?
Nonostante l’evidenza disarmante di tale prova, però, tale effetto, che contraddice in pieno il postulato base della Relatività Speciale, è ufficialmente ritenuto estraneo ad essa, tanto da meritarsi un nome a parte. Il motivo addotto dai relativisti è che esso viene riscontrato nei percorsi curvi, quali la circonferenza della Terra. Tale giudizio non è sbagliato in linea di principio. Ma allora è lecito domandarsi perché la medesima circonferenza della Terra è ritenuta pertinente alla Relatività Speciale nel caso dell’esempio di Einstein degli orologi, dell’esperimento di Hafele e Keating e delle orbite dei satelliti GPS. Nonostante l’effetto Sagnac sia quasi ignorato dalla letteratura scientifica teorica, specie quella didattica, a causa delle sue imbarazzanti caratteristiche antirelativistiche, esso è comunque ampiamente usato in campo tecnologico. Il principio dell’interferometro Sagnac è infatti alla base dei giroscopi a fibre ottiche impiegati sulle piattaforma inerziali di aerei e missili, e dei giroscopi laser utilizzati per misurare anomalie nella rotazione terrestre. Infine, l’esistenza di un’anisotropia luminosa, e quindi dell’etere, è soprattutto confermata dall’impressionante ricerca condotta con continuità e rigore da Dayton Miller (8) dal 1902 al 1926, da solo e assieme a Morley. Essa consiste in più di 200.000 misurazioni e circa 12.000 sedute di osservazioni, compiute nei diversi periodi dell’anno con interferometri via via più potenti (fino a 64 metri di percorso ottico ottenuti tramite riflessioni ripetute). Tali ricerche, che confermano in pieno il fringe shift già rilevato da Michelson e Morley, alimentarono per più di un ventennio un’accesa disputa scientifica tra Einstein e Miller, ed ebbero risonanza e consensi tali nel mondo scientifico da costituire, come già detto, uno dei motivi della non menzione della Relatività nelle motivazioni del premio Nobel ad Einstein. Solo dopo la morte di Miller, tale lavoro fu liquidato da Einstein come viziato da errori sistematici, e su di esso cadde l’oblio.
Global Positioning System
Anche il sistema GPS, come già accennato, viene oggi considerato una prova a favore della Relatività. Questo perché gli orologi atomici a bordo dei satelliti sono programmati in modo da tener conto degli effetti relativistici. Addirittura, al tempo del lancio dei primi satelliti, fu nominata un’apposita commissione che si occupò di verificare che gli effetti relativistici fossero opportunamente tenuti in conto dai progettisti del sistema, e persino dai costruttori di ricevitori satellitari. Apparentemente la simbiosi tanto publicizzata tra GPS e Relatività sembra essere oggi la prova più schiaccainte a favore delle idee di Einstein, dal momento che si tratta del sistema di localizzazione più preciso oggi esistente. Ma le cose non sono esattamente come sembrano. Innanzitutto gli orologi atomici a bordo dei satelliti sono continuamente resettati dalle stazioni di controllo sulla Terra, prima ancora di andare incontro a deviazioni relativistiche rilevanti. L’unico vero esperimento relativistico fu condotto con il primo orologio atomico, lasciato a sé stesso per una ventina di giorni. Ricordiamo a questo proposito che nell’arco di parecchi giorni gli orologi atomici manifestano deviazioni rilevanti, tanto da mettere in dubbio qualsiasi effetto dell’ordine dei microsecondi, e che ad affermarlo fu nientemeno che il già citato Louis Essen, “padre” dell’orologio atomico.
Va poi evidenziato che gli effetti in gioco nel GPS sono tantissimi: gravità ristretta, generale, variazioni del campo gravitazionale, effetti magnetosferici, effetto Sagnac sui satelliti e sulle variazioni a Terra. Forse davvero troppi parametri per pretendere di estrapolare da questi la dimostrazione di un solo. Vi è poi il fatto che le alterazioni temporali della Relatività Speciale sono considerate reali invece che apparenti, interpretazione in contraddizione con i principi stessi della teoria. Inoltre, anche qui i calcoli sono effettuati sulla base di un riferimento polare, ovvero un’ideale Terra non rotante, in contraddizione con il principio di relatività.”Dulcis in fundo”, se si applicano entrambe le correzioni Doppler e temporali previste dalla Relatività Speciale al clock degli orologi atomici, come in pratica viene fatto, il risultato è una correzione equivalente al coefficiente del Doppler classico (9). Ciò, lungi dal salvare “in extremis” la Relatività Speciale, la rende una teoria ridondante della fisica classica, e pertanto inutile.
Conclusioni
La Relatività Speciale si propone di descrivere come differenti osservatori inerziali vedono lo stesso evento attraverso la velocità finita della luce. Ma l’obbiettivo primario di Einstein sembra essere soprattutto quello di derivare delle trasformazioni identiche a quelle di Lorentz sulla base dei due soli postulati fondanti della sua teoria. La nostra analisi rivela però che non solo il modello fisico alla base della teoria, basato su di un percorso avanti e indietro della luce, è errato, ovvero non descrive ciò che realmente vedono gli osservatori, ma anche che è impossibile derivare da esso le trasformazioni di Lorentz, e che Einstein le ottiene solo tramite un utilizzo ambiguo dei simboli, che confonde coordinate proprie ed improprie (permettendo operazioni ridondanti ed arbitrarie), e che non distingue tra metriche e coordinate (dando luogo a scorrette inversioni nelle relazioni algebriche). Abbiamo inoltre visto che tali contraddizioni teoriche siano confermate dalla mancanza di vere prove sperimentali che suffraghino la teoria – tutte quelle da noi esaminate si rivelano minate alla base da procedimenti tautologici e/o manipolazioni di dati, nonché da modelli predittivi in contraddizione con i principi stessi della Relatività Speciale, vedi ad esempio l’utilizzo frequente di un riferimento polare terrestre, ossia di una Terra ideale non rotante.
La nostra indagine ha mostrato poi che è possibile costruire un modello relativistico basato sulle equazioni dell’effetto Doppler classico (come dimostra il nostro modello ampliato sulla propagazione del suono), in grado di prevedere correttamente ed in accordo con la logica causale (ossia senza la necessità di alcun postulato sulla costanza della luce) alterazioni temporali causate dal moto relativo – dilatazione temporale per moti di allontanamento e compressione temporale per moti di avvicinamento. Tale modello deriva quindi da un’interpretazione “ampliata” dell’effetto Doppler classico, ovvero riferita non solo alla frequenza di una trasmissione elettromagnetica, ma anche alle informazioni in essa contenute sul flusso del tempo della sorgente e sulla sua distanza dall’osservatore.
In merito a una possibile verifica sperimentale dell’applicabilità di tale modello alla propagazione della luce, essa dovrebbe essere basata su moti di avvicinamento tra veicoli spaziali orbitanti a bassa quota attorno alla Terra, nei quali le alte velocità in gioco produrrebbero effetti misurabili con orologi atomici, ed il tipo di moto (avvicinamento) permetterebbe una totale divergenza di previsioni tra il modello qui proposto, che in questo caso prevede compressione temporale, e il modello della Relatività Speciale, che prevede dilatazione temporale.
Sempre in base alle idee esposte in questo articolo, è chiaro che gli effetti relativistici causati da moti traslatori vanno considerati alla stregua di mere distorsioni ottiche, e che la velocità della luce non rappresenta più una velocità limite, ma acquista un significato analogo a quello della barriera del suono in acustica, oltre la quale un corpo non cessa di esistere, ma solo di essere percepito (10).
Sulla base delle argomentazioni sin qui esposte, possiamo pertanto concludere che, pur ritenendo senz’altro validi gli scopi della Relatività Speciale, consistenti principalmente nel superamento del concetto di propagazione istantanea sottilmente implicato nella fisica newtoniana e nella soluzione del problema dell’etere, non possiamo considerare tale teoria una risposta corretta a questi problemi. Speriamo pertanto che il mondo accademico cominci a riconsiderare certi punti di vista e dogmi del passato, in virtù del fatto che non si tratta di mettere in discussione la figura ed il genio di Albert Einstein, non certo riferibile unicamente alla Relatività Speciale, ma semplicemente di correggere alcuni punti di vista errati, in grado però di viziare la correttezza di ogni indagine futura sulla dinamica del macrocosmo e del microcosmo. In definitiva, quando una cattedrale di pensiero comincia a denunciare troppe crepe e falle, invece di continuare a tamponarle, forse è il caso di sostituire l’intero edificio con una costruzione teorica più aderente a quei criteri di verità che la vera scienza dovrebbe perseguire. Sicuramente Aristarco concorderebbe.
Note
(1)A.Einstein, “The meaning of Relativity”, Princeton University press, 1945.
(2)A.G. Kelly, “Hafele & Keating Tests; Did They Prove Anything ?”.
(3)E’ possibile trovare in rete un toccante sito del figlio di Louis Essen, che ricorda la figura del celebre fisico e cerca un editore per l’ultimo libro scritto dal padre e mai pubblicato.
(4)Rossi and Hall, Physical Review 59, p.223 (1941).
(5)Ricordiamo qui che le particelle stabili, quali il protone e l’elettrone, sono particelle la cui durata è praticamente eterna, mentre quelle cosiddette instabili decadono spontaneamente formando altre particelle, dopo tempi spesso brevissimi, nel caso dei muoni dell’ordine dei 2.2 microsecondi.
(6)Hector A. Munera, “ Michelson-Morley experiment revisited, systematic errors, consistency among different experiments and compatibility with absolute space”, Apeiron Vol.5 Nr.1-2 January-April.
(7)Per un risultato il più aderente possibile alla realtà, tali esperimenti andrebbero effettuati nello spazio profondo.
(8)Dayton Miller (1866-1941), presidente dell’American Physical Society and Acoustical Society of America e della Divisione di Scienze Fisiche del Consiglio Nazionale di Ricerche degli Stati Uniti d’America.
(9)Tale doppia correzione sul tempo può essere espressa dalla seguente relazione tra intervalli di tempo comprendente i coefficienti di entrambe le correzioni Einstein-Doppler ed Einstein-Lorentz:
dalla quale otteniamo
ed infine
Ma quest’ultima relazione contiene lo stesso coefficiente del primo ordine delle equazioni dell’effetto Doppler classico. Si dimostra quindi che applicare entrambe le correzioni di Einstein-Doppler e di Einstein-Lorentz al tempo, come viene usualmente fatto nei calcoli relativistici sui dati del GPS, consiste in pratica in un’operazione ridondante, equivalente ad applicare una sola correzione basata sul tipo di coefficiente del primo ordine contenuto nelle equazioni dell’effetto Doppler classico.
(10)L’idea di massa infinita prevista dalla Relatività Speciale per un corpo che raggiunga la velocità della luce, è quindi qui sostituita dal concetto di “muro della luce” o Bang luminoso, con evidente analogia al muro del suono in acustica.
di Daniele Russo
Articolo curato per Metamorfosi Aliene da Marco Saccenti
Fonte: metamorfosi-aliene.it
Illuminante, sai quando qualcosa non torna ma non sai cosa??? Grazie mi hai fatto infiniti spunti di riflessione, sarebbe stupendo imbattersi in articoli simili con cadenza bimestrale piuttosto che decennale. Grazie davvero di cuore