III. Teoria della Relatività Generale di Einstein

La Relatività Generale, del 1916, comprende tecnicamente la Teoria della Relatività Speciale del 1905. In questa sezione parliamo della parte nuova o aggiunta che verte principalmente sugli effetti della gravità.

Lo sviluppo della Teoria della Relatività Generale si è reso necessario per spiegare i sistemi accelerati e le incoerenze e lacune della Teoria della Relatività Speciale, in cui il tempo stellare sarebbe il paradosso dei gemelli.

La giustificazione del ragionamento si basa sul Principio di Equivalenza di Einstein, pubblicato nel 1911, che stabilisce un collegamento con la relatività iniziale del tempo della Relatività Speciale. Agli effetti temporali della velocità relativa in sistemi di riferimento vengono aggiunti, per il Principio di Equivalenza, effetti temporali alla gravità.

In questo modo i sistemi di riferimento accelerati o con gravità si delineano come sistemi di riferimento non inerziali.

In altre parole, cambiamenti nella velocità –accelerazione– saranno equivalenti a cambiamenti nell’intensità del campo di gravità. In modo un po’ occulto si sta stabilendo un sistema di riferimento privilegiato, il campo di gravità.

La conferma delle teorie di Einstein più estesa è quella degli orologi atomici. Nel libro di Esperimenti di Fisica sono commentati diversi esperimenti con orologi atomici che potrebbero anche relativizzare il tempo.

D’altra parte, nel libro Fisica e Dinamica Globale vengono spiegate le ragioni fisiche per le quali l’atomo di cesio cambia la sua frequenza di risonanza sia con la velocità che con l’intensità del campo di gravità.

In quel periodo, quando si confermarono alcune delle predizioni della Relatività Generale, vennero confermare indirettamente come parte della Teoria della Relatività Speciale, perché componevano la stessa e perché era stata modificata o puntualizzata, di fatti per alcuni aspetti la RG dice il contrario della RS.

Galassia spirale Andromeda
NASA and STScI-Hubble Team (Immagine di dominio pubblico)
Hubble Team-NASA-Galassia spirale Andromeda)

Se si dimostrasse che la tensione della curvatura longitudinale della struttura reticolare della materia –campo di gravità o etere luminifero– trascina la luce con l’esperimento Lontano Michelson-Morley proposto dalla nuova teoria del tutto Fisica Globale, la RS cesserebbe praticamente di esistere e dunque alla RG succederebbe lo stesso, in quanto poggia sulla prima.

Il problema fondamentale posto dalle teorie di Einstein è il tempo, qualcosa la cui natura non conosciamo bene, e il fatto che fino ad oggi nessuno, neppure un gemello, è tornato dall’altro mondo. La Teoria della Relatività Generale, nonostante il suo impressionismo e le sue equazioni di campo, non ha mai ricevuto il premio Nobel dopo essere stata “contrastata empiricamente” così tante volte.

Al contempo, dire che la gravità è un effetto geometrico della curvatura dello Spazio-tempo è dire molto, e non c’è da stupirsi che ci siano ancora aspetti da dimostrare e perfino da capire e che novanta anni dopo continuiamo a dire che la gravità è una forza in tutte le scuole.

A me pare che alcune cose siano più curvature del linguaggio e delle astrazioni mentali piuttosto che delle realtà fisiche.

  • Confusione con la vera relatività soggettiva del tempo, l’amore e la vita

    Nella giustificazione filosofica della Relatività Generale Albert Einstein utilizzò diverse volte modelli di comportamento o di sentimento umano, specialmente legati all’amore.

    Nonostante io abbia dedicato agli effetti dell’amore e ad altre situazioni vitali sul tempo il libro dell’Equazione dell’Amore, vorrei ricordarlo qui come una delle deficienze, poiché è uno dei preconcetti falsi che si tengono sempre presenti negli esperimenti che confermano questa teoria, non si dovrebbero, infatti, mischiare troppo i punti di vista soggettivo ed obiettivo, e neppure la fisica e la matematica.

    Detto in altre parole, se uno è previamente convinto che il tempo sia relativo, ogni gioco matematico complicato che lo confermi, come le equazioni di campo di Einstein, sarà facilmente accettato dalla nostra mente ed a mio avviso sarà un errore tremendo sia materiale che formale.

    Indubbiamente questa coincidenza della prospettiva soggettiva del tempo con quella immaginaria o fittizia della Teoria della Relatività Generale è un’altra delle casualità o circostanze che contribuirono all’accettazione della RG di cui abbiamo parlato.

Un tema scivoloso è la visione intuitiva di tutto ciò; se relativizziamo i concetti basici della fisica perdiamo completamente questa visione e non sono altro che puramente matematici i problemi delle teorie di Einstein.  Così appare il famoso continuo Spazio-tempo e si passa allo spazio matematico di quattro dimensioni della geometria di Minkowsky della Relatività Speciale e alla geometria di Riemann della Relatività Generale.

Se la geometria di Minkowsky aggiunge un quarto asse al continuum dello Spazio-tempo, la geometria di Riemann curva i quattro assi dello stesso. Se qualcuno volesse approfondire questi temi può studiare anche la metrica di Schwarzschild, va però avvisato che potrebbe generare tensori emozionali, nonostante abbia studiato casi semplici delle equazioni di campo di Einstein.

Indubbiamente la Teoria della Relatività Generale è stata comprovata empiricamente per quanto riguarda alcune delle sue affermazione – come la precessione anomala dell'orbita di Mercurio già spiegata da Paul Gerber nel 1898–, ciò non significa però che le interpretazioni o giustificazioni teoriche dei fatti siano corrette. Insomma, ci sono interpretazioni di fatti empirici e alcune parti delle teorie di Einstein che ritengo più o meno corrette, ma non altre.

È comunque divertente constatare come a volte escono notizie di nuovi esperimenti per verificare la RG, una ragione ci sarà pure!