CAPIRE DAVVERO LA RELATIVITÀ

D. F. Styer

CAPIRE DAVVERO LA RELATIVITÀ. Alla scoperta della teoria di Einstein 

Bologna, Zanichelli, 2012 

pp. 272, euro 12.20 

ISBN 9788808194954

 

di Francesco A. Genco

 

Daniel F. Styer vi conduce per mano a comprendere la relatività, davvero, e comincia dalla copertina del libro. Due mele compaiono sotto il titolo: una ferma e grinza, l'altra turgida come appena colta e proiettata in un moto ad alta velocità –forse prossima alla velocità c? Ecco un paradigma del metodo del libro: esempi semplici, significativi, ben pensati e rappresentati con intelligenza.



La velocità della luce nel vuoto secondo la fisica contemporanea è c, sempre, e c è una quantità. Non è interessante quale quantità sia esattamente c, ma è molto interessante, invece, che la velocità della luce possa essere stabilita in una costante. In qualsiasi situazione, rispetto a qualsiasi punto di riferimento, se non è ostacolata, la luce si muove a velocità c. Questo potrebbe sembrare banale, ma non lo è.

 

Pensate a un uomo in piedi, dentro il vagone di un treno in movimento. Pensate che l'uomo lanci una palla con direzione e verso uguali a quelli del treno. Per un viaggiatore del treno la palla avrà una certa velocità v. Per una persona che osservi il treno passare, invece, la palla sfreccerà dentro al treno passandogli davanti ad una velocità molto maggiore; pari, infatti, alla velocità del treno sommata a quella velocità v che la palla ha rispetto al treno. Che una velocità cambi al mutare del sistema di riferimento è facilmente riscontrabile in molti casi: un passeggero seduto è fermo rispetto al guidatore dell'autobus su cui viaggia, ma si muove rispetto allo studente che ha perso quell'autobus, e che ora lo sta rincorrendo; quel passeggero, inoltre, si muove ancor più velocemente rispetto alla fermata dell'autobus ed è in movimento anche rispetto al controllore, che sta camminando sull'autobus in direzione del guidatore; il controllore, a sua volta, è in movimento rispetto allo studente e rispetto alla fermata con velocità diverse ed entrambe maggiori rispetto a quelle del passeggero seduto.

 

Nel primi due capitoli del suo libro, Styer vi aiuterà a familiarizzare con i principi che governano i rapporti tra velocità e sistemi di riferimento. All'inizio del terzo, invece, vi spiazzerà con una frase: «La velocità della luce è identica in tutti i sistemi di riferimento inerziali, qualunque sia la velocità della sorgente»; il grigio alone che la contorna, in parte dovuto ad una scelta grafica in parte dovuto allo stato cognitivo nel quale ci si potrebbe trovare a fronte di una notizia del genere, mette immediatamente in guardia il lettore riguardo all'importanza della frase. Di fatto, la costanza della velocità della luce nel vuoto è il presupposto fondamentale della teoria della relatività. Se esiste un oggetto dotato di velocità ovunque costante, dato che velocità = spazio / tempo, al variare di sistemi di riferimento per i quali varia lo spazio coperto dal movimento dell'oggetto, deve variare il tempo.

 

Una conseguenza di questa considerazione è proprio che compiendo un viaggio a velocità prossime a quella della luce il tempo scorre più lentamente. Per tornare alla copertina del libro, da ciò segue il celebre paradosso dei gemelli: «se due gemelli si separano, in modo che uno rimane a casa mentre l'altro viaggia ad alte velocità, quando si ricongiungono il gemello viaggiatore sarà più giovane» (pagina 168). Ecce mala! Questa la mela ferma e grinza, quest'altra la mela fresca e in movimento. La costanza della velocità della luce infatti, comporta strani cambiamenti nel rapporto tra spazio e tempo.

 

Il libro ripercorre nei capitoli successivi alcuni degli esperimenti immaginari che giustificano, rispetto all'intuizione, le conseguenze di rilievo della teoria di Einstein. Il lettore avrà già capito che non ci sono solo storielle e disegni nel libro di Styer: come in ogni manualetto ben scritto, agli schemi seguono le formule; in questo caso semplici e senza dimostrazioni, beninteso. E tutte le formule sono abilmente usate in modo da completare senza complicare le spiegazioni, rendendo Capire davvero la relatività un interessante ibrido tra un brillante libro per il liceo e un volume di divulgazione. Tra racconti di orologi che rallentano, buchi neri, astronavi velocissime e aste che si accorciano dentro a fienili, si impara con piacere ad orientarsi tra i problemi della teoria di Einstein.

L'autore sembra anche aver pensato ad un astuto meccanismo di difesa contro i malevoli che ingenuamente sperano di potersi fingere, per semplice sfoggio, intenditori delle profonde questioni discusse nel libro. In posizioni sapientemente scelte, infatti, si trovano esercizi per mettere alla prova l'effettiva comprensione degli argomenti presentati. L'espediente è mirato, con buona probabilità, al consolidamento e alla verifica delle conoscenze acquisite, ma l'amico sospettoso può trovare nelle domande, proposte per esercizio, un mezzo efficacissimo per smascherare il sedicente sapiente di turno.

 

Styer sembra riuscire a restituire un'idea chiara e abbastanza completa delle impensabili conseguenze e della profonda lucidità della teoria della relatività. Non si lascia mai trasportare dal formalismo in territori poco praticabili, riesce a non dare quasi nulla per scontato e, insieme, chiede pochissimo alla fiducia del lettore.