II.c.1.a) Teoria geocentrica o sistema tolemaico e modello eliocentrico.

Una precisazione interessante sulla corretta interpretazione dei sistemi di riferimento si può leggere nel punto di Fisica Relativista su La mancata distinzione fra la velocità fisica o reale e la velocità relativa, mentale o astratta.

Parlando di sistemi di riferimento ci viene in mente il classico dibattito fra la teoria geocentrica o sistema tolemaico dei greci ed il modello eliocentrico di Copernico. La cosa più importante è non dimenticare che entrambi sono corretti poiché sono convenzioni, la differenza è che il modello eliocentrico è molto più facile da esprimere in termini matematici e logici rispetto al sistema tolemaico, ovviamente a patto che facciamo riferimento a descrizione del movimento dei pianeti del Sistema Solare.

La correzione convenzionale del sistema eliocentrico e del modello geocentrico di Tolomeo vengono solitamente citati come esempi del fatto che tutte le teorie fisiche sono giuste e che una nuova teoria deve comprendere quella precedente come un caso particolare. Niente di più lontano dalla realtà scientifica, spero che sia sufficiente citare il caso della Terra piatta o rotonda. Ovviamente la teoria attuale del globo terracqueo non comprende quella precedente.

Affinché non ci siano più dubbi: accetto pienamente il bisogno di un sistema di riferimento, anche elementare, per definire il movimento. Vale a dire, condivido il principio secondo cui ogni movimento è relativo, anzi, andrei oltre e oserei dire che ogni pensiero è relativo.

Un quadro o sistema di riferimento si può applicare ad ogni materia, oggetto o persino pensiero, ma il ragionamento su questa materia si riferisce ad un sistema di riferimento spaziale.

Per me è piuttosto chiaro che le dimensioni spaziali non sono altro che concetti astratti e, per la loro stessa costruzione o naturale, di carattere simbolico ed assoluto rispetto ad un’origine convenzionale. Persino l’idea del sistema di riferimento naturale, lo spazio, è ancora un concetto a cui si conferisce un’origine convenzionale.

In questo senso lo spazio esiste nella mente senza bisogno della sua realtà fisica. Anzi, la sua realtà fisica, ammesso che esista, non aggiunge nulla al concetto.

Questo è almeno quello che ho capito quando me l’hanno spiegato da piccolo.

Nonostante il movimento sia relativo per pura tautologia, bisogna accertare se esistono sistemi di riferimento naturali più adatti di altri. Quando cammino sul pavimento il sistema di riferimento naturale o più comune o più utile o … mi dice che chi si muove sono io e non il pavimento; chiaramente esistono altri punti di vista corretti, ma non hanno la stessa forza per spiegare o per ottenere obiettivi particolari. In altre parole, per questi obiettivi sembra che il miglior modello sarebbe il sistema tolemaico o modello geocentrico che rende fissa la Terra.

Un caso tipico di sistemi di riferimento a tutti noi noti è il sistema eliocentrico applicato al sistema solare di cui parlavo prima. Chi gira intorno a chi sulla pista da ballo?

Se prendiamo la Terra come origine del nostro sistema di riferimento ci imbatteremo prima nel sistema di Aristotele e poi con il modello dell’astronomo greco Claudio Tolomeo del II secolo d.C., che nella sua opera Almagesto avanza l’ipotesi degli epicicli consistenti in orbite circolari degli altri pianeti su punti che a loro volta girerebbero intorno alla Terra, è il cosiddetto sistema tolemaico o teoria geocentrica.

Nel modello eliocentrico proposto da Niccolò Copernico (1473-1543) il centro è il Sole. Era già stato segnalato in precedenza dal filosofo greco Aristarco di Samo verso l’anno 280 a.C. Indubbiamente alcuni sono più avanti degli altri!

  • Modello eliocentrico versus sistema tolemaico

    Entrambi i modelli sono corretti filosoficamente parlando ed equivalenti rispetto all’efficacia nella determinazione della realtà fisica. La differenza è che il movimento dei pianeti viene descritto con equazioni di molto più semplici nel caso del modello eliocentrico che nel sistema tolemaico della teoria geocentrica e, di conseguenza, la scienza sceglie quello più semplice.

    In questo caso la scelta era molto facile poiché non si tratta solo di equazioni, ma di rappresentazione intuitiva della realtà, dei suoi concetti e delle leggi soggiacenti alla fisica e diciamolo già che ci siamo: sembra che si possano esprimere in molti modi!

    Probabilmente le equazioni che descriverebbero la realtà fisica del movimento dei pianeti nel sistema tolemaico o teoria geocentrica richiederanno una o due variabili addizionali rispetto a quelle usate nel modello eliocentrico. Queste variabili, da un punto di vista matematico, si potrebbero rappresentare come nuove dimensioni e si potrebbero ottenere o aggiungendo variabili o “rendendo flessibili” le costanti o variabili esistenti mediante funzioni di quelle esistenti e di riferimenti specifici.

    È anche possibile che l’applicazione di queste equazioni più complesse sia più generale di quelle del sistema più semplice o elementare. Quest’ultimo sistema sarebbe addirittura un caso particolare del generale.

    Malgrado ciò che abbiamo appena detto, quasi nessuno penserebbe che il modello tolemaico sia valido quanto il sistema eliocentrico, molto di meno nelle equazioni di trasformazione da un sistema all’altro, e meno ancora che la Relatività Speciale di Einstein segua una specie di sistema tolemaico, non a livello dei pianeti, ma di particelle elementari e con un paio di assiomoni aggiunti, la velocità costante della luce, che è un massimo assoluto e la sua corrispondente trasformazione asintotica in modo che non ci scappi neanche per sbaglio.

    E non credo che nessuno pensi che una trasformazione dal modello eliocentrico al sistema tolemaico o viceversa comporti la dilatazione del tempo o la contrazione dello spazio, nonostante il fatto che questa trasformazione sarebbe un po’ più complicata di quella di Lorentz, in quanto implica moto relativo circolare anziché moto rettilineo uniforme (MRU)

    La condizione necessaria e sufficiente per relativizzare il tempo e lo spazio è alterare artificialmente il concetto di velocità, poiché entrambi sono gli unici elementi di tale concetto.

  • Il giro del ballerino

    Cambiando un po’ il tema, pensiamo adesso al modello di Tolomeo preciso della Relatività Generale di Einstein, in cui l’osservatore di turno si gira da una parte e guardando le stelle verifica che cambiato posizione a una velocità vertiginosa, così inverosimile da pensare che sia un po’ distratto.

    In altre parole, introducendo il vettore direzionale o “freccetta” nei movimenti relativi, qualche oggetto raggiungerà velocità così elevate che persino la dilatazione del tempo potrebbe scoppiare.

    Avremo probabilmente bisogno di un terzo postulato per questo modello di Tolomeo preciso che dica per esempio: "Le equazioni formali del moto relativo non terranno conto del vettore direzionale nella loro espressione matematica poiché tutti gli oggetti si considerano precisi".

    Un’altra soluzione potrebbe consistere nell’applicare qualche postulato o sotto postulato della Relatività Generale, anche se in questo momento non mi viene in mente quale potrebbe essere.

    D’altra parte, usare un sistema tolemaico ha un inconveniente, dato che tale sistema implica una denaturazione del meccanismo dell’astrazione normale del nostro cervello, visto che si sta abituando a collocarsi come un osservatore esterno all’oggetto studiato.

    In tale modello di Tolomeo punto centrico, inoltre, viene usato un apparato matematico complesso con variabili prive di significato reale.

 
  • Gli osservatori extraterrestri

    Una deduzione dei postulati della Teoria della Relatività Speciale è che la velocità della luce è indipendente dal moto o movimento della sua fonte e da ogni osservatore, come sembra evincersi direttamente dai risultati dell’esperimento di Michelson-Morley.

    Non so esattamente se è stata Protona o Neutrona a raccontarmi questa storia, che mostra un risultato diverso da quello dell’esperimento di Michelson-Morley (eccetto se trasformiamo tutti i valori matematicamente) per illuminare i miei neuroni su questo termino:

    "C’era una volta un nanetto rosso dall’occhius purpus che viveva con Venere, quel furbacchione; da come me l’hanno descritto in realtà doveva essere piuttosto innocente.

    Sistemi di riferimento
    Sistemi di riferimento interni ed esterni per la Terra

    Gli piaceva molto la Terra perché era tutta blu e a volte vedeva fuochi artificiali, erano enormi funghi o champignon di colori sgargianti.

    Era un guardone incorreggibile, ma per quanto guardasse i funghi, anche se di sfuggita, non riusciva a capire perché avevano sempre forma asimmetrica, come se fossero palle che si spostavano man mano che crescevano. Non era logico, i colori cambiavano il tono all’interno della stessa, ma la forma non dipendeva dai colori, neanche dalla stagione, se era inverno o estate su Venere, eccetto il fatto che le proporzioni asimmetriche sembravano piccole variazioni, come se si muovesse un po’ un pidocchius.

    Man mano che il nanetto cresceva, in tempo e non in altezza, si accorse che la parte più rapida di questa curiosa forma puntava nella direzione di traslazione della Terra rispetto alla palla gialla e calda per che lui era il Sole.

    Dopo aver scartato altre possibili causa, giunse alla conclusione che il clore (letteracce comuni fra colore e calore) era la causa della meravigliosa forma dei fuochi artificiali terracquei".

    Il clore e tutta la storia non avevano né capo né coda; allora una delle due, quella che non mi aveva raccontato la storia, mi raccontò che tutto aveva a che fare con l’altra storia dell’etere perduto e con l’osservazione di Venere dalla Terra. Detto altrimenti, la visione del fenomeno delle palle terracquee da parte di un osservatore al di fuori del campo gravitazionale della Terra in confronto con un osservatore lunatico, poiché la Luna accompagna il suddetto campo.

    Così, pensandoci e ripensandoci … dopo varie proto-sedute:

    Siano i sistemi inerziali o non inerziali, se sulla Terra la luce si muove alla velocità e inoltre la Terra si muove alla velocità a VT rispetto al Sole, non sembra molto complesso calcolare lo spazio percorso in un secondo e sapere la velocità totale che sarà (c + VT). Sarebbe diverso se non avessimo uno strumento per misurare tale velocità, ma neppure questo è il caso.

    Allo stesso tempo, si può affermare che la sua velocità sarà (c - VT) quando il movimento della luce è in senso contrario, ciò che complicherebbe un po’ le cose tranne, nel mio caso, come spiegava la storia della nana, la forma dei fuochi artificiali di palle concentriche dalla Terra o decentrate da Venere.

    Il fenomeno della figura e la figura del fenomeno ricordano l’effetto Doppler illuminato. Occorre segnalare che questo effetto, in una teoria ortodossa, non dovrebbe avvenire mai, se avviene sarà a causa di effetti energetici però non per cambiamenti della velocità della luce o della velocità del tempo.

    L’unica soluzione soddisfacente è che l’etere o il tappeto volante sia la Terra, ma sembra un po’ teologico e, giunti a questo punto, non sarebbe divertente; dunque cerchiamo di migliorarlo: l’etere sulla Terra è la Terra, su Marte è Marte e, chiaramente, su Plutone è Plutone …

    Non era poi così difficile, in ultima istanza se l’etere non è fisso, cosa può essere? Io direi che qualcosa di analogo al classico concetto di etere è l’etere globale –struttura reticolare della materia come supporto della gravità ed, indirettamente, dell’energia elettromagnetica.

    Lo dico indirettamente perché etere globale è l'etere gravitazionale; ma l'etere luminifero è il campo di gravità in sé, dal momento che deve andare a terra nel esperimento Michelson Morley. La luce agisce su un campo gravitazionale come un serpente sulla superficie terrestre. E per di più, tutte e due si muovono in modo sinusoidale.

    Guarda un po’: se facciamo l’esperimento di Michelson-Morley con una tartaruga e vediamo che non cambiano le strisce tortuose dell’interferenza, aumentiamo la sua velocità al massimo …

    Questa visione della natura è una visione fisica e non matematica. Sicuramente la velocità dell’uomo che cammina su Marte è diversa da quella sulla Terra o su Plutone.

In definitiva, la questione non è se si applica il modello geocentrico di Tolomeo o il sistema eliocentrico ai fenomeni fisici, bensì se esiste un quadro di riferimento privilegiato o naturale, poiché tutti i fenomeni fisici sono associati al moto.

Nei libri della Meccanica Globale e della Fisica e Dinamica Globale vengono approfonditi i nuovi principi fisici che comporta la tensione della struttura reticolare della materia come quadro di riferimento naturale, gli stati di aggregazione della materia in generale e la dinamica del movimento, sia della massa che della luce.