Lo Sapevate Che: Un secolo di relatività, la teoria di Einstein in 5 punti

Il 25 novembre 1915, Albert Einstein svela la scoperta dell'equazione di campo alla base della teoria della relatività generale, che rivoluzionerà la fisica moderna

“La più sorprendente combinazione di penetrazione filosofica, intuizione fisica e abilità matematica”. Niente, meglio delle parole di Max Born (non esattamente un signor nessuno) riassume la straordinaria portata scientifica della teoria della relatività generale. Una rivoluzione che spegne, oggi, cento candeline. Esattamente un secolo fa, infatti, l’allora direttore dell’Istituto di fisica all’Università di Berlino, il trentasettenne Albert Einstein, presentava all’Accademia prussiana delle scienze una bizzarra equazione di campo che legava tra loro, in modo del tutto inusitato, geometria dello spazio-tempo, velocità della luce e forza gravitazionale.

Pochi mesi più tardi, il 20 marzo 1916, Einstein pubblicò i dettagli sulla rivista Annalen der Physik, in un articolo intitolato Die Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie (La base della teoria della relatività generale, per l’appunto). Cinquantaquattro pagine che avrebbero cambiato completamente i connotati della fisica. E che proviamo a raccontarvi in 5 punti.

1. I problemi da risolvere

 comprendere il significato e la portata scientifica della teoria della relatività generale è necessario fare un passo indietro. E tornare all’epoca pre-einsteiniana, quella della cosiddetta fisica classica, in cui il tempo era una grandezza assoluta, cioè indipendenti dal sistema di riferimento in cui si trova l’osservatore.

Nella fisica classica, tra le altre cose, valeva la legge di composizione delle velocità, derivante dai principi di relatività di Galileo, secondo la quale la velocità di un corpo varia a seconda del sistema di riferimento in cui la si misura: pensate al passeggero di un treno in movimento, che lancia una pallina con una certa velocità nella direzione di marcia del treno; l’osservatore fermo nella stazione misurerà per la pallina una velocità più alta, dato che velocità della pallina e del treno si sommano.

Una legge che funzionò egregiamente per diverso tempo, finché non arrivò Maxwell con le sue equazioni dell’elettromagnetismo. Dalle equazioni di Maxwell veniva fuori, ahinoi, che la velocità della luce si propaga nel vuoto a velocità finita e, soprattutto, costante, un fenomeno inconciliabile con la relatività galileiana.

Nel 1905, il primo intervento di Einstein: lo scienziato, per mettere ordine, formula la teoria della relatività ristretta, che estende i principi di relatività galileiana e toglie al tempo lo status di grandezza assoluta, risolvendo così la contraddizione Maxwell-Galileo. Dalla relatività ristretta, però, emerge anche qualcos’altro: l’insuperabilità della velocità della luce. Che, a sua volta, è in contraddizione con la teoria della gravitazione universale di Newton, secondo la quale le masse esercitano un’azione istantanea le une sulle altre.

In altre parole: se scomparisse improvvisamente il Sole, la Terra – secondo la teoria della gravitazione di Newton – cesserebbe istantaneamente di sentirne l’attrazione gravitazionale. Non è possibile, perché la relatività ristretta prevede che nessuna informazione possa trasmettersi istantaneamente (o meglio, più velocemente della luce) - ttps://www.wired.it/scienza/energia/2015/11/25/secolo-relativita-teoria-einstein/?gclid=CjwKCAjwsMzzBRACEiwAx4lLG1KKckwsDyKQpZm_R