Proseguiamo il nostro viaggio nel tempo sulla nostra comprensione del concetto di vuoto, dalla scuola ellenistica all’età romana…
Abbiamo visto, nell’articolo sul concetto di vuoto nella Grecia antica, come Aristotele considerasse il vuoto una contraddizione logica. L’horror vacui aristotelico rimase una posizione diffusa e sostenuta a lungo. Tuttavia il successo di Aristotele non fu immediato e generale.
Per esempio Stratone di Lampsaco, che diresse la scuola aristotelica dal 288 al 269 a.C., scrisse il trattato De vacuo in cui, pur negando il vuoto infinito di Democrito, ammette la presenza di piccoli spazi vuoti entro la materia. I latini lo chiamarono successivamente vacuum intermixtum, vuoto “frammisto” tra una particella di materia e l’altra.
Le teorie di Stratone e gli esperimenti sul vuoto che gli vennero attribuiti furono quasi sicuramente connessi alla nascita della pneumatica; questa disciplina, intesa come studio e utilizzo della compressibilità dell’aria, fa la sua comparsa nel III secolo a.C. a opera di Ctesibio. Contemporaneo di Archimede, fondò ad Alessandria la famosa scuola di meccanica: a Ctesibio successe Filone di Bisanzio, autore di un importante trattato di meccanica.
Gli alessandrini, indotti dalle numerose esperienze e conoscenze sperimentali in fatto di pneumatica, assumono l’atteggiamento stratoniano, intermedio fra i sostenitori e i critici dell’esistenza del vuoto. Per gli alessandrini non era possibile avere il vuoto in grandi volumi, ma solo vuoto disseminato tra una particella e l’altra. Con questo tipo di vuoto riuscivano a spiegare facilmente la densità dei corpi e le proprietà di compressibilità ed elasticità dell’aria: quando si riduce un volume d’aria, le particelle si serrano l’una all’altra occupando il vuoto e trovandosi in una posizione forzata da cui tendono a tornare a quella originale; da qui la forza dell’aria compressa. Anche il fuoco agisce in modo simile insinuandosi negli spazi vuoti tra le particelle.
Infine, il matematico e ingegnere greco Erone di Alessandria, nel I secolo d.C. contestò le ipotesi di Aristotele e tentò di creare il vuoto artificiale, ma senza successo.
A cavallo tra il I e il II secolo d.C. cominciò il declino della scienza ellenistica. Tra i motivi si possono elencare le lotte interne tra gli stati greci, il disinteresse e lo scetticismo dei prìncipi verso la scienza, l’incendio della Biblioteca di Alessandria e il pullulare di sette religiose e magiche. La ricerca originale lasciò il posto alla compilazione, alla ripetizione e all’eruditismo. Tuttavia in Oriente, sebbene stancamente, la tradizione culturale greca venne tenuta in vita dai commentatori bizantini, tra cui si ricorda Giovanni Filopono.
Nel VI secolo d.C., egli criticò in particolare la teoria aristotelica sul vuoto e sul moto dei proiettili e pose le basi per quella che nel Medioevo verrà ripresa come teoria dell’impetus. Secondo Filopono il moto del proiettile è dovuto all’azione di una “forza cinetica incorporea”, impressa al proiettile al momento del lancio, e la resistenza del mezzo è ridotta a semplice componente addizionale; diventa così possibile il movimento nel vuoto.
(continua…)
Per saperne di più:
- A. Braccesi, Una storia della fisica classica, Zanichelli (1992)
- J.D. Barrow, The book of nothing, Pantheon Books (2000).
- H. Genz, K. Heusch, Nothingness – The Science of Empty Space, Perseus (1999)
- M. Gliozzi, Storia della Fisica, Bollati Boringhieri (2005)
Immagine di copertina: Black molecules via Gluiki/Shutterstock
Questo è più o meno quello che si legge a proposito della simultaneità e del famoso esempio del treno di Einstein :
La critica di Einstein al concetto di simultaneità « Le nostre considerazioni sono state finora svolte rispetto a un particolare corpo di riferimento, a cui abbiamo dato il nome di “banchina ferroviaria”. Supponiamo che un treno molto lungo viaggi sulle rotaie con la velocità costante v e nella direzione indicata dalla figura. Le persone che viaggiano su questo treno useranno vantaggiosamente il treno come corpo di riferimento rigido (sistema di coordinate); esse considerano tutti gli eventi in riferimento al treno. Ogni evento poi che ha luogo lungo la linea ferroviaria ha pure luogo in un determinato punto del treno. Anche la definizione di simultaneità può venir data rispetto al treno nello stesso preciso modo in cui venne data rispetto alla banchina. Ora però si presenta, come conseguenza naturale, la seguente domanda: due eventi (ad esempio i due colpi di fulmine A e B che sono simultanei rispetto alla banchina ferroviaria), saranno tali anche rispetto al treno? Mostreremo subito che la risposta deve essere negativa.
Qui normalmente c’è il disegno del treno, della stazione e dei fulmini provenienti dalla testa e coda del treno, ma non ci provo a fare il disegno…
Allorché diciamo che i colpi di fulmine A e B sono simultanei rispetto alla banchina, intendiamo: i raggi di luce provenienti dai punti A e B dove cade il fulmine si incontrano l’uno con l’altro nel punto medio M dell’intervallo A B della banchina. Ma gli eventi A e B corrispondono anche alle posizioni A e B sul treno. Sia M’ il punto medio dell’intervallo A B sul treno in moto. Proprio quando si verificano i bagliori (giudicati dalla banchina) del fulmine, questo punto M’ coincide naturalmente con il punto M, ma esso si muove verso la destra del diagramma con la velocità v del treno. Se un osservatore seduto in treno nella posizione M’ non possedesse questa velocità, allora egli rimarrebbe permanentemente in M e i raggi di luce emessi dai bagliori del fulmine A e B lo raggiungerebbero simultaneamente, vale a dire si incontrerebbero proprio dove egli è situato. Tuttavia nella realtà (considerata con riferimento alla banchina ferroviaria), egli si muove rapidamente verso il raggio di luce che proviene da B, mentre corre avanti al raggio di luce che proviene da A. Pertanto l’osservatore vedrà il raggio di luce emesso da B prima di vedere quello emesso da A. Gli osservatori che assumono il treno come loro corpo di riferimento debbono perciò giungere alla conclusione che il lampo di luce B ha avuto luogo prima del lampo di luce A. Perveniamo così al seguente importante risultato: gli eventi che sono simultanei rispetto alla banchina non sono simultanei rispetto al treno e viceversa (relatività della simultaneità). Ogni corpo di riferimento (sistema di coordinate) ha il suo proprio tempo particolare, una attribuzione di tempo è fornita di significato solo quando ci venga detto a quale corpo di riferimento tale attribuzione si riferisce.
Tutta questa prima parte l’ho scopiazzata in rete(sperando che sia giusta).
Ora vengono le mie considerazioni giusto per vedere se ho capito :
1)E’ vero il viaggiatore sul treno vede prima il lampo che proviene dalla testa del treno perché il treno con la sua velocità si avvicina a quel lampo proveniente dalla testa e si allontana dal lampo proveniente dalla coda.
2)Ma proprio perché il viaggiatore si trova sul treno e quindi ha punti di riferimento (case,alberi,montagne ecc.) e conosce la velocità del treno, può dire : ho visto prima il lampo proveniente dalla testa, ma io so che mi stavo muovendo in quella direzione e se faccio i calcoli di quanto è lungo il treno, di quanto tempo prima ho ricevuto il segnale e quanto era la velocità del treno, posso affermare che <ho ricevuto i segnali dalla testa e coda del treno sfasati tra di loro, ma in effetti erano simultanei alla partenza.
Praticamente una cosa è dire quando sono stati ricevuti i segnali e altra cosa è dire quando sono partiti i segnali !
3)Perché il viaggiatore può dire queste cose ?
Le può dire perché si trova sul treno in movimento e lui -sa- di essere in movimento appunto perché ha dei punti di riferimento (alberi,case,ecc).
4)Altra cosa invece è la situazione del viaggiatore spaziale (inerziale) che non ha punti di riferimento per dire che si sta muovendo, lui non sa se è fermo o è in moto, ma in questa situazione lui si considera fermo.
Allora si se vede arrivare un segnale luminoso dalla prua del missile e poco dopo un altro segnale dalla coda del missile, giudicherà che i due segnali non erano simultanei…
5)Insomma per come l'ho capita io (forse male) la condizione principe per dare il giudizio è il conoscere o il non conoscere se il treno o il missile su cui si viaggia è in moto oppure si è fermi.
Correggetemi (ma non picchiatemi per favore…).
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