Quaderno 16

Elio Fabri

Presentazione (R. Govoni)

Lezione 1

• Introduzione
• Relatività e scuola secondaria
• Tempo solare e tempo siderale
• Non uniformità della rotazione terrestre
• La soriella di Zanzibar
• Gli orologi al quarzo
• Il tempo delle effemeridi e il tempo atomico
• Effetti relativistici in astronomia
• Discussione
• Problemi e discussione

Lezione 2

• Gli orologi atomici
• Virtù degli orologi atomici
• Orologi come strumenti fisici
• Il tempo assoluto
• La matematizzazione del tempo
• Lo spazio assoluto
• Le unità di lunghezza
• Spazio e geometria euclidea
• Un indizio trascurato
• La deflessione della luce
• Nota didattica
• Problemi
• Risposte

Lezione 3

• Sistemi di riferimento
• Riferimenti in moto relativo
• Esempi di riferimenti
• Mandiamo in pensione gli "osservatori"
• Il principio d’inerzia
• Il principio di relatività
• Composizione e indipendenza dei movimenti
• Discussione
• Ruolo del laboratorio
• Le frontiere della ricerca
• Problemi e discussione

Lezione 4

• Come e perché il moto dei proiettili
• L’accelerazione è sempre costante!
• Cambiamo riferimento
• Il moto dei proiettili e la relatività
• Galileo e il PR
• Il PR vale solo per la meccanica?
• Che cosa ha detto Einstein?
• A che punto si può parlare del PR?
• Ma Einstein come ci arriva?
• Basi sperimentali del PR
• Il Global Positioning System
• Il paradosso del condensatore
• Problemi
• Risposte

Lezione 5

• Il principio di equivalenza
• Si può chiedere perché?
• Illustrazioni sperimentali
• Riferimenti in caduta libera
• Il problema del palloncino
• Verifiche storiche del PE
• Problemi
• Risposte

Lezione 6

• Le verifiche moderne del PE
• Gli esperimenti di Eötvös
• Gli esperimenti di Dicke e Braginskij
• I laser sulla Luna
• La "quinta forza"
• PE debole e PE forte
• Il nuovo paradigma
• Problemi
• Risposte

Lezione 7

• La deflessione gravitazionale "in grande"
• Lenti gravitazionali
• Le verifiche "classiche" della RG
• Nota didattica
• Problemi
• Risposte

Lezione 8

• L’esperimento di Hafele e Keating
• Discussione dell’esperimento
• Ma il ritardo è genuino?
• La marcia di un orologio non dipende dal suo moto
• Ma gli orologi non sono in riferimenti inerziali!
• Il tempo assoluto non esiste
• L’orologio a luce
• Il tempo proprio
• Tempo proprio e geometria dello spazio-tempo
• Diagrammi spazio-temporali
• Parentesi sulle trasformazioni di Lorentz
• Tempo proprio in un moto qualunque
• Il tempo proprio come "lunghezza" nello spazio-tempo
• Il paradosso dei gemelli
• Da Newton ad Einstein: breve commento
• Problemi
• Discussione dei problemi

Lezione 9

• Spiegazione dell’esperimento H-K
• Vita media dei muoni in un anello di accumulazione
• È davvero difficile la geometria dello spazio-tempo?
• Muoni dai raggi cosmici
• L’esperimento di Briatore e Leschiutta
• La realtà è diversa dalla sua rappresentazione
• Esperimento B-L e redshift gravitazionale
• Lo spazio-tempo è curvo
• Problemi
• Risposte

Lezione 10

• Redshift e GPS
• Forze di marea e curvatura dello spazio-tempo
• Le forze di marea sono la causa delle maree
• Le maree reali sono complicate
• Maree e curvatura
• Come misurare la curvatura
• La deviazione delle geodetiche
• Deviazione delle geodetiche nello spazio-tempo
• Curvatura dello spazio-tempo attorno alla Terra
• Curvatura e B-L
• Problemi
• Risposte

Lezione 11

• Premessa
• I principi della dinamica relativistica
• Il terzo principio
• La simultaneità è relativa
• Come salvare la conservazione della quantità di moto
• La legge dell’angolo retto…
• …non vale in relatività
• Quantità di moto e velocità limite
• Problemi
• Risposte

Lezione 12

• L’impulso relativistico
• L’impulso relativistico e il secondo principio
• L’energia
• Proprietà dell’energia relativistica
• Considerazioni didattiche
• Dimostrazione della (12-3)
• Problemi
• Risposte

Lezione 13

• L’inerzia dell’energia
• Un esperimento con i proiettili
• Un esperimento con la radiazione
• La massa non si conserva negli urti anelastici
• Qualche obiezione
• Significato di E = Mc2
• La pressione di radiazione
• Problemi
• Risposte

Lezione 14

• La cosiddetta "massa relativistica": prima parte
• La formula più citata e meno capita di tutta la fisica
• La cosiddetta "massa relativistica": seconda parte
• La massa relativistica: un errore didattico
• Un esempio: il decadimento del K0
• Che cosa vuol dire "conservazione della massa"?
• La massa non è additiva
• Esempio di una reazione chimica
• La massa relativistica nel decadimento del K0
• La "trasformazione di massa in energia"
• Problemi
• Risposte

Lezione 15

• L’Universo: dati di osservazione
• La scala delle distanze: la parallasse
• La distanza ricavata dalla luminosità
• Variabili regolari e novæ
• Le galassie lontane
• La massa delle galassie e la densità di materia
• La massa mancante
• La legge di Hubble
• La costante di Hubble
• Unità di misura e valore di H
• Relatività dell’effetto di espansione
• Problemi
• Risposte

Lezione 16

• I modelli cosmologici
• Il principio cosmologico
• Il problema del tempo
• Il modello di universo a curvatura costante
• Digressioe sugli spazi a curvatura costante
• Le coordinate comoventi
• Cinematica e dinamica cosmologica
• Il redshift cosmologico
• Redshift ed espansione
• La legge di Hubble come approssimazione
• Significato cosmologico di H, il problema dell’estrapolazione
• Due obiezioni
• Problemi
• Risposte

Lezione 17

• La dinamica cosmologica
• Le equazioni di evoluzione
• Il problema della singolarità iniziale
• Evoluzione della densità di materia
• La radiazione elettromagnetica cosmica
• La scoperta della radiazione di fondo
• Universo aperto o chiuso? Il futuro dell’Universo
• Cose non dette e problemi aperti
• Problemi
• Risposte