Dilatazione del tempo

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La dilatazione del tempo, in accordo con la teoria della relatività ristretta, che è stata formulata all'inizio del ventesimo secolo grazie al grande lavoro di Einstein, Poincaré e Lorentz, è un fenomeno fisico che si manifesta nella durata di un evento, riconosciuto da un osservatore che viaggia a qualsiasi velocità. Queste dilatazioni diventano comunque rilevanti solo a frazioni significative della velocità della luce.

Definizione[modifica | modifica wikitesto]

È importante notare che quest'effetto è assolutamente trascurabile alle velocità con cui abbiamo a che fare tutti i giorni e può essere normalmente ignorato. Solo quando un oggetto si avvicina a velocità nell'ordine dei 30.000 km/s, circa 1/10 della velocità della luce, la dilatazione comincia a diventare importante. Quando poi la velocità si avvicina di molto a quella della luce l'effetto diventa dominante, come possiamo ricavare dalla formula:

 \Delta T = \Delta T_p\cdot \gamma         

dove:

\Delta T è l`intervallo di tempo osservato dell'osservatore non solidale al sistema,
 \Delta T_p è il tempo proprio (l'intervallo misurato dall'osservatore in moto),
\gamma \ \stackrel{\mathrm{def}}{=}\  \frac{1}{\sqrt{1 - \frac{u^2}{c^2}}} è il fattore di Lorentz (sempre maggiore di 1 o uguale se gli osservatori sono in quiete uno rispetto all'altro),
u è la velocità relativa tra l'osservatore e l'oggetto
c è la velocità della luce.

Dilatazione del tempo nel decadimento dei muoni[modifica | modifica wikitesto]

Tra le varie conferme sperimentali che oggi si possono avere circa la dilatazione del tempo, si può mettere in evidenza anche il decadimento di un particolare tipo di particelle elementari, i muoni, prodotti nei grandi acceleratori di particelle. Ma la dilatazione temporale era stata osservata nel decadimento dei muoni prodotti per effetto dell'interazione dei raggi cosmici con l'atmosfera terrestre. I raggi cosmici incontrano l'atmosfera a circa 10km di altezza e, viaggiando a una velocità di poco inferiore a quella della luce, impiegano circa 3•10-5 secondi per raggiungere la superficie terrestre. I muoni però decadono in 2,2•10-6 secondi, un tempo circa 20 volte inferiore, e non dovrebbero quindi riuscire a raggiungere il suolo. Poiché si muovono così velocemente, la dilatazione del tempo diventa un fattore non trascurabile e di entità consistente. Per questo i muoni decadono in un tempo molto maggiore, riuscendo quindi ad attraversare l'atmosfera e ad essere rilevati anche a basse quote.

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  • Callender, Craig & Edney, Ralph, Introducing Time, Icon, 2001, ISBN 1-84046-592-1.
  • Einstein A. (1905) Zur Elektrodynamik bewegter Körper, Annalen der Physik, 17, 891. Traduzione inglese: On the electrodynamics of moving bodies
  • Einstein A. (1907) Über eine Möglichkeit einer Prüfung des Relativitätsprinzips, Annalen der Physik.
  • Hasselkamp D., Mondry E. and Scharmann A. (1979) Direct Observation of the Transversal Doppler-Shift, Z. Physik A 289, 151–155.
  • Ives H. E. and Stilwell G. R. (1938), An experimental study of the rate of a moving clock, J. Opt. Soc. Am, 28, 215–226.
  • Ives H. E. and Stilwell G. R. (1941), An experimental study of the rate of a moving clock. II, J. Opt. Soc. Am, 31, 369–374.
  • Joos G. (1959) Lehrbuch der Theoretischen Physik, 11. Auflage, Leipzig; Zweites Buch, Sechstes Kapitel, § 4: Bewegte Bezugssysteme in der Akustik. Der Doppler-Effekt.
  • Larmor J. (1897) On a dynamical theory of the electric and luminiferous medium, Phil. Trans. Roy. Soc. 190, 205–300 (third and last in a series of papers with the same name).
  • Poincaré H. (1900) La theorie de Lorentz et la Principe de Reaction, Archives Neerlandaies, V, 253–78.
  • Rossi B and Hall D. B. Phys. Rev., 59, 223 (1941).
  • Voigt W. Ueber das Doppler'sche princip - Nachrichten von der Königlicher Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, 2, 41–51.
  • Leonardo Ricci, History of science: Dante's insight into galilean invariance, Nature 434, p. 717, 7 aprile 2005.
  • Tommaso Alberto Figliuzzi, Relatività e Causalità tra fisica e filosofia, Aracne Editrice, 2007.

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

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