la velocità della luce

[Chibi Goku]

Quoto con tutto quello che ha detto Vegge_Davv88 fino ad ora...Comunque ti volevo chiedere se mi spiegavi perchè è IMPOSSIBILE RAGGIUNGERE la velocità della luce...Grazie

Perché secondo le leggi della relatività ristretta (teoria comunemente accettata dato che a differenza di molte altre ha parecchi riscontri a suo favore) è impossibile.
Il motivo è semplice, dalle trasformazioni di Lorentz segue che un corpo che viaggia alla velocità delle luce ha massa infinita.
Dato che Forza = massa X accelerazione possiamo concludere che per raggiungere la velocità della luce avremmo bisogno di una forza infinita, cosa ovviamente impossibile.

[Vegge_Davv88]

Ok, cercherò di sintetizzare al massimo e di semplificare per quanto possibile. In pratica, come Einstein ha teorizzato 100 anni fa (e ora è anche stato misurato), il tempo per chi SI MUOVE rispetto a un punto di riferimento si COMPRIME ("rallenta" potremmo dire), rispetto al tempo di resta fermo nel suo punto di riferimento. Ovviamente questo fenome, seppur esista sempre, è effettivamente rilevante solo a elevatissime velocità. Per fare un esempio, il paradosso dei gemelli: due gemelli nascono sulla terra, ovviamente insieme, ma uno dei due viene portato su una nave che viaggia, a una velocità molto simile al quella della luce, per decenni. Al suo ritorno sulla terra il suo gemello ha ottant'anni, mentre lui ne ha sessanta. Il rallentamento degli orologi è stato misurato con orologi atomici in orbita attorno alla terra ad alte velocità per molto tempo: il rallentamento è di qualche milionesimo di secondo. Se fosse possibile raggiungere la velocità della luce il rallentamento sarebbe totale e il tempo epr il viaggiatore si fermerebbe, incredibilmente: questo non è possibile per due motivi.
1-La formula matematica lo esclude... ma non posso scrivertela.
2-Se adesso riesci a capirmi ti applaudo: quando un corpo accelera aumenta la propria energia (cinetica=di movimento). Dal momento che Einstein ha trovato che esiste questo limite (la velocità della luce), alle velocità raggiungibili, che accade? Un corpo accelera costantemente fino alla velocità della luce e poi la sua velocità si stabilizza improvvisamente? Ovviamente no. Man mano che ci si avvicina alla velocità della luce, sempre meno energia va ad incrementare la velocità (che si assesterà attorno a quella della luce), mentre sempre di più va ad aumentare la MASSA del corpo in movimento.
Anche questo è stato verificato per elettroni accelerati al 90% della velocità della luce, vedendo che risultavano molto più pesanti (non chiedermi come, mi ci vorrebbero altre pagine per dirtelo) rispetto alla loro "massa da fermi".
Ecco perchè oltre a non poter assolutamente essere raggiunta (per il fatto del tempo che tenderebbe a fermarsi, e della massa che tenderebbe a diventare infinita) anche avvicinarsi risulta difficile per un'astronave. Man mano che ci si avvicina la sua massa aumenta, e quindi necessita di sempre più spinta per essere accelerata.
Bene, ho detto in queste pochissime righe una massima schematizzazione del fenomeno, spero di essere stato chiaro...

[w_dragon_ball_18_01]

Sei stato chiarissimo e finalmente qualcuno sta dalla mia parte....

Il primo principio di inerzia dice soltanto che se la Risultante delle forze applicate ad un corpo è nulla questo o è fermo o è in moto costante.

Io la capisco la tua obiezione : Se spari un oggetto in uno spazio ideale senza attrito, questo dovrebbe viaggiare all'infinito.. Cmq una forza iniziale la deve pur avere: lo sparo, infatti. Metti il caso di una navetta ferma nello spazio profondo. Ora metti che questa accendi i motori d'un tratto, se fosse come dici tu la navetta nn si sposterebbe di un mm, invece la navetta si muove perchè c'è una forza che fa "presa" su qualcosa. Ste cose nn me le sto inventando io, fidati

Qui entra in gioco il terzo principio della dinamica AZIONE/REAZIONE: se hai una navicella nello spazio con una cisterna piena d'acqua (ad es.), se tu spingi fuori l'acqua dalla cisterna effetti una forza su di essa, quindi essa farà una forza di reazione sulla navicella spingendola nella parte opposta... mi pare che si chiama propulsione e razzo (nn sn sicuro)... anche io queste cose non me le inveto


Questa discussione è molto utile, sto facendo ripetizioni per il test di fisica...

[Jarod]

Sei stato chiarissimo e finalmente qualcuno sta dalla mia parte....



Qui entra in gioco il terzo principio della dinamica AZIONE/REAZIONE: se hai una navicella nello spazio con una cisterna piena d'acqua (ad es.), se tu spingi fuori l'acqua dalla cisterna effetti una forza su di essa, quindi essa farà una forza di reazione sulla navicella spingendola nella parte opposta... mi pare che si chiama propulsione e razzo (nn sn sicuro)... anche io queste cose non me le inveto


Questa discussione è molto utile, sto facendo ripetizioni per il test di fisica...

Infatti è quello che ti ho detto: entra in gioco il 3° principio della dinamica o_O

[Garrincha]

Io sono un totale ignorante in materia (quindi, se volete, non parlatemi in ostrogoto, perché dovete tenere presente che non ho alcuna base) e vorrei qualche delucidazione.

Perché si definisce quel "limite" velocità della luce? Perché, dopo una serie di esperimenti, è venuto fuori che la luce (cosa si intende per luce?) raggiunge una velocità di 300·000 km/s, giusto? Dunque posso soltanto fare supposizioni e la domanda banale vien fuori comunque: perché il limite è fissato alla velocità della luce? O, meglio, la velocità della luce è matematicamente raggiungibile soltanto dalla luce stessa e non può esistere nulla di tanto "puro" che possa superarla? No, certamente, ma perché la luce è ciò che regola?

Che rapporto c'è tra energia e tempo?

quando un corpo accelera aumenta la propria energia

per il fatto del tempo che tenderebbe a fermarsi, e della massa che tenderebbe a diventare infinita

Prima ha parlato di "energia e massa", poi di "tempo e massa"; la produzione di energia è legata in qualche modo al tempo?
L'energia prodotta comincia a scemare avvicinandosi al limite, mentre la massa comincia ad aumentare. In base a cosa la massa sarebbe pressoché infinita una volta raggiunto il limite?
Se esistesse qualcosa in grado di produrre energia per mezzo dell'aumento di massa? Potrebbe essere raggiunta la fantomatica velocità-limite?

[Chibi Goku]

Io sono un totale ignorante in materia (quindi, se volete, non parlatemi in ostrogoto, perché dovete tenere presente che non ho alcuna base) e vorrei qualche delucidazione.

Ci provo ma non garantisco niente.

Perché si definisce quel "limite" velocità della luce? Perché, dopo una serie di esperimenti, è venuto fuori che la luce (cosa si intende per luce?) raggiunge una velocità di 300·000 km/s, giusto? Dunque posso soltanto fare supposizioni e la domanda banale vien fuori comunque: perché il limite è fissato alla velocità della luce? O, meglio, la velocità della luce è matematicamente raggiungibile soltanto dalla luce stessa e non può esistere nulla di tanto "puro" che possa superarla? No, certamente, ma perché la luce è ciò che regola?

No, il motivo non è questo, la luce è stata scelta non perché non c'è nulla di più veloce bensì perché la velocità della luce è una costante.

Spiego meglio.
Sei in macchina, acceleri e arrivi a 100kh/h, la tua velocità è 100km/h, fuori dal finestrino c'è un'altra auto che viaggia alla tua stessa velocità, a te risulta andare alla stessa velocità ovvero prendendo te come sistema di riferimento la velocità di quella macchina è 0km/h.
Ci siamo?
Abbiamo invece una navicella velocissima, finissima tecnologia aliena, viaggia a 9/10 della velocità della luce, guardano fuori dal finestrino e vedono un'altra navicella uguale alla stessa velocità.
Per loro la velocità della navicella esterna è 0km/h.
Vedono invece un fascio diretto nella stessa loro direzione.
Ne misurano la velocità.
Quanto pensi che sia?
1/10 della velocità della luce?
Per niente, la velocità della luce rimane quella, sia che tu stia viaggiando al 99.9% della velocità della luce sia che tu sia fermo la luce viaggia alla stessa identica velocità, è invariante rispetto al punto di osservazione.
Questa è una delle osservazioni che hanno portato alla formulazione della relatività ristretta che esclude che si possa raggiungere e superare la velocità della luce.

La cosa divertente è che la stessa relatività non impedisce che ci sia qualcosa capace di viaggiare più veloce della luce (però impedisce a tutto ciò che viaggia più veloce della luce di rallentare fino a scendere sotto la velocità della luce), ed è per questo motivo (e altri ovviamente) che viene ipotizzata l'esistenza delle particelle chiamate "tachioni".

Che rapporto c'è tra energia e tempo?

Nessuno particolare che non sia ovvio.
Però nella relatività entrambi sono influenzati dalla velocità.

Prima ha parlato di "energia e massa", poi di "tempo e massa"; la produzione di energia è legata in qualche modo al tempo?

Dipende da cosa intendi.
L'energia è comunque inversamente proporzionale al quadrato del tempo (normalmente tu la calcoli come 1/2mv² e la velocità si misura in metri su secondo) ma il tempo stesso non varia di suo, è una delle dimensionsioni (larghezza, altezza, profondità, tempo), viene influenzato (o forse è meglio dire distorto) da altre cose.
Insomma, non puoi comandare il tempo quindi è un ragionamento del genere non so dove possa portare.

L'energia prodotta comincia a scemare avvicinandosi al limite, mentre la massa comincia ad aumentare. In base a cosa la massa sarebbe pressoché infinita una volta raggiunto il limite?

Prove effettuate, la massa relativistica aumenta all'aumentare della velocità (così come il tempo si contrae, sono effetti).
E come ben sai l'energia è uguale a mc², quindi puoi bene immaginare che razza di energia ci sia bisogno per un oggetto lanciato alla velocità della luce (energia infinita appunto).

Se esistesse qualcosa in grado di produrre energia per mezzo dell'aumento di massa? Potrebbe essere raggiunta la fantomatica velocità-limite?

Ok, tu baratti l'infinità della massa in modo da avere infinita energia.
Questo cosa vuol dire, che ipoteticamente una volta raggiunta la velocità della luce tu avresti ancora una massa finita.
Però a riposo la massa è un infinitesimo della massa alla velocità della luce, e qualcosa di finito diviso per qualcosa di infinito ha come risultato 0.
Ovvero per raggiungere la velocità della luce hai sacrificato la massa, in poche parole hai ottenuto qualcosa che non esiste che viaggia alla velocità della luce.

[Jarod]

Infatti è quello che ti ho detto: entra in gioco il 3° principio della dinamica o_O

Aggiungo una cosa w_dragon_ball_18_01: Se fosse realmente come dici tu, non solo nn ci si potrebbe muovere nello spazio ( vedi l'esempio che ti ho fatto prima della navicella nello spazio profondo che accende i motori), ma, ammettendo che un corpo sia già in movimento, i corpi celesti viaggerebbero di moto costante per sempre. Il che si è visto che nn è così: qualsiasi corpo nello spazio, primo o poi, rallenta e si ferma.

[w_dragon_ball_18_01]

Aggiungo una cosa w_dragon_ball_18_01: Se fosse realmente come dici tu, non solo nn ci si potrebbe muovere nello spazio ( vedi l'esempio che ti ho fatto prima della navicella nello spazio profondo che accende i motori), ma, ammettendo che un corpo sia già in movimento, i corpi celesti viaggerebbero di moto costante per sempre. Il che si è visto che nn è così: qualsiasi corpo nello spazio, primo o poi, rallenta e si ferma.

Ok ti do ragione, non voglio mettermi contro gli esperimenti sono troppo forti per me

Cmq un corpo può viaggiare benissimo in un sistema privo di atrito...come ti ho detto prima la propulsione a razzo o cm si chiama poi, perchè l'oggetto in questione non farebbe forza su se stesso, ma su l'acqua(es) che espelle fuori che a sua volta lo ripinge nella parte opposta...

[Gogetto]

Vorrei farvi notare che per arrivare alla velocità della luce (ammesso che sia anche solo avvicinabile) bisognerebbe accelerare a 9,8 metri al secondo per 354 giorni, qualcuno si offre volontario?

[Jarod]

Ok ti do ragione, non voglio mettermi contro gli esperimenti sono troppo forti per me

Cmq un corpo può viaggiare benissimo in un sistema privo di atrito...come ti ho detto prima la propulsione a razzo o cm si chiama poi, perchè l'oggetto in questione non farebbe forza su se stesso, ma su l'acqua(es) che espelle fuori che a sua volta lo ripinge nella parte opposta...

A me importa poco avere la ragione Se nn ti ho convinto amen, al limite te lo rispiego...

Cmq tornando al tuo esempio:

Sì! Ovviamente bisogna dare una spinta iniziale al corpo ( in uno spazio nn esente d'attrito)... Cmq in un sistema privo di attrito, un corpo già in movimento continuerebbe il suo corso tranquillamente a velocità costante... Però, voglio che sia chiaro questo punto, in un sistema ideale senza attrito nn puoi far partire un corpo in quello spazio ideale. Se accendi i motori di una navicella in uno spazio senza attrito, nn otterresti nessun effetto nn ti muoveresti... Ad esempio: prendi le sabbie mobili ( forse l'esemio in questione nn calza molto ma mi serve per farti capire l'impossibilità della cosa): tu sei finito nelle sabbie mobili conla tua macchina ( tralasciando la forza di graità che ti fa affondare), benchè tu dai gas e potenza nn riesce a spostarti... xchè? Xchè la macchina nn riesc a fare attrito/presa su niente.

Spero di essere stato chiaro