A.C.N.R.

LA RELATIVITA' (vista da una particella di fluido).....

Da quello che vedo, vorresti farmi credere che la relatività è una diretta conseguenza della fluidodinamica?

Vediamo se riesco ad essere chiaro e nello stesso tempo semplice, ma per farti capire, devo almeno essere certo che sei a conoscenza dei più elementari principi della teoria cinetica dei gas, visto che io sono una particella di fluido e pertanto obbedisco solo a quelle leggi.

Almeno su questo credo di avere le idee chiare

Se allora conosci la teoria cinetica dei gas, capirai che per me, in qualunque posto mi trovi, potrò costruire sempre una precisa unità di misura della lunghezza e del tempo, infatti come saprai, definendo un d arbitrario, tutte le particelle si possono sempre ricondurre a tre particelle che si muovono in tre direzioni ortogonali tra di loro, che in piano si possono rappresentare:

particelle, di massa un terzo di tutta la massa di una cella elementare e che si muovono con la velocità quadratica media, unico limite che il d, non si può scegliersi piccolo a piacere, visto che deve contenere nel suo interno tutta una popolazioni delle velocità, quello che in statistica si chiama campione rappresentativo.

Questo serve a definire il concetto di pressione, ma se tu sei una particella di fluido immersa in un fluido infinito a cosa ti serve? Non esiste differenza di pressione tra le diverse celle.

Questo non è sempre vero, ma non anticipare i tempi, tu cerca di vedere che solo in questo modo posso definire delle unità di misura per potere fare tutti i miei esperimenti, infatti, così facendo, posso sempre dire che la mia unità di lunghezze è la lunghezza elementare del mio reticolo e la mia unità di tempo è il tempo che intercorre alla particella di massa un terzo a percorrere un ciclo completo sul reticolo, ma ti renderai subito conto che così facendo, il tempo non è una grandezza indipendente, ma derivata, visto che dipende in maniera univoca dal d che ho scelto, praticamente la mia unità di misura elementare del tempo è:

Quindi tu mi stai facendo capire che per te è impossibile definire un tempo indipendente dalla unità di lunghezza, ovvero che spazio e tempo sono strettamente legati tra di loro per questo motivo, e in pratica così facendo costruisci un tempo assoluto valido per tutto lo spazio?

Assolutamente no, in quanto realmente non siamo di fronte a tre singole particelle, ma di fronte a tre popolazioni di particelle che mediamente si comportano in quella maniera e pertanto a secondo del posto in cui mi trovo, posso sempre dare un tempo zero arbitrario al mio orologio, infatti per i fenomeni statistici alle quali obbediscono le particelle, posso sempre idealizzare per il mio reticolo un istante iniziale, pertanto una cella adiacente avrà la stessa scansione temporale, ma con un ritardo di d/v_qm pertanto ogni punto per sincronizzare il suo orologio, dovrà tenere conto della distanza dall’orologio di riferimento.

Ma questo come si lega ai sistemi inerziali e alle leggi della RR descritte da Einstein?

Andiamo con ordine, se ora prendi una cella di fluido che si muove di moto rettilineo uniforme rispetto a me le cose cambieranno.

Ma se prendi una cella di fluido che si muove rispetto a te, siamo sulla nave di Galileo, e pertanto non succederà nulla di diverso, e tutto sarà identico, questo è il principio di inerzia galileiano.

Qui la cosa è leggermente diversa, visto che la nave di Galileo, muovendosi contro un fluido viene frenata, pertanto per farla muovere devo continuamente applicare una forza, ora se mi dovessi muovere come la nave di Galileo, dovrei avere continuamente applicata una forza, mentre noi stiamo parlando di moti inerziali, e quindi, per potere dire che una cella di fluido si trova in un sistema inerziale, quella cella di fluido dovrebbe riuscire a muovermi di moto uniforme senza nessuna forza applicata.

Ma allora i sistemi inerziali nei fluidi non possono esistere? Visto che se una cella si muove sarebbe sempre frenata dal rimanente fluido.

Cerca di non fare confusione: I sistemi inerziali, intesi come moti rettilinei uniformi, sono un’astrazione anche nella realtà, e praticamente non esistono, visto che non può esistere il moto rettilineo uniforme senza fare una un ragionamento al limite.

Ma tu come puoi pensare di muoverti di moto rettilineo uniforme senza nessuna forza applicata? Non ti sembra che tu faccia solo filosofia? Del resto sei statu tu stessa a dire che verresti frenata dal fluido circostante?

Se io fossi la nave di Galileo che si muove con velocità V, dovrei possedere oltre alla mia energia propria ½ mv_qm², anche una energia cinetica pari a ½ mV², praticamente tutte le particelle di fluido che fanno parte della mia cella, che nello stato di quiete potevo rappresentare come tre particelle di massa 1/3 che si muovevano con la velocità v_qm lungo tre direzioni ortogonali, ora dovrebbero muoversi con la somma vettoriale di v_qm+V, e questo nella direzione del moto è impossibile, visto che andrebbero ad urtare con particelle aventi velocità inferiore e quindi frenate, così anche nelle direzioni ortogonali al moto, visto che mancherebbe il sincronismo.

Questa ultima affermazione non riesco a capirla?

Il reticolo di sopra ha funzione nel momento che definisco un istante iniziale e tutti gli istanti possono essere quelli iniziali, ma definendo un istante iniziale, se una particella si muove anche della velocità di traslazione V non troverà più la relativa particella di massa 1/3 con cui urtare.

Praticamente per potere viaggiare con velocità V e allo stesso tempo potere essere in equilibrio con il fluido circostante senza nessuna forza applicata, conservando mediamente la velocità V dovrei essere io a modificare tutte le velocità delle particelle del mio reticolo, in particolare, se dovessi muovermi lungo l’asse x, le particelle che si muovono lungo asse y del mio reticolo dovrebbero avere una nuova velocità quadratica media:

Questo per potere trovare le particelle del reticolo adiacente, ed essere in perfetto sincronismo.

Così pure per la particella che si muove lungo l’asse z, ma anche la particella che si muove lungo l’asse x dovrebbe avere come velocità quadratica media

In questo modo avrei la stessa energia interna e potrei essere in equilibrio termico con le restanti particelle di fluido, o che è la stessa cosa dire in equilibrio dinamico, pur muovendomi con velocità V lungo l’asse x.

Ma tutto questo, ammesso che sia possibile, a cosa porta?

Questo porta immediatamente a due considerazioni:

1) In una direzione ortogonale al moto, per la conservazione della quantità di moto, essendo che:

Praticamente quella cella di fluido per potere avere quella velocità rispetto alla mia considerata ferma, deve avere una massa superiore a quella delle celle considerate ferme.

Ma statisticamente è lo stesso di dire che è la stessa massa delle particelle adiacenti, che si muove di una velocità più elevata e pertanto la stessa v_qm.

2) La particella di fluido in moto, avendo una velocità quadratica lungo l’asse y ridotta, vedrà scandire il proprio orologio con un ritmo ridotto:

almeno questo ti è chiaro?

Mi vorresti fare credere che la particella in moto, per acquistare velocità deve aumentare la propria massa e vedrà scandire un tempo più lentamente?

Tutto questo per un semplice principio di equilibrio dinamico, o puoi chiamarlo termico visto che è la stessa cosa, non può essere altrimenti, ma non lasciarti suggestionare solo dalla parola aumentare la massa, visto che in effetti si tratta di un aumento di densità di massa lungo la direzione ortogonale del moto, del resto anche i fisici trovano un certo imbarazzo, quando parlano di massa trasversale e cercano di farne a meno.

Ma questo non è tutto, infatti, mentre gli spigoli del proprio reticolo lungo le direzioni y e z, sono rimasti immutati, lungo la direzione dell’asse x, essendo v_qmx¹ anche esso ridotto, ma vedendo urtare la propria particella in concomitanza delle particelle adiacenti, lei misurerà una lunghezza della cella lungo l’asse x ridotta di uno stesso coefficiente della velocità, quello che i fisici chiamano contrazione della lunghezza lungo la direzione del moto.

Messo così tutto sembra molto facile, ma se ricordi, sappiamo anche che è impossibile stabilire quale delle due particelle sia in moto, mentre da quello che mi pare di capire essendo che la particella in moto ha una velocità quadratica media ridotta, dovrebbe vedere propagare le informazioni all’interno del suo reticolo con una velocità ridotta, e visto che la velocità di propagazione delle informazioni è uguale alla velocità quadratica media, la cella in moto vedrebbe vedere propagare le sue informazioni con una velocità anche essa ridotta, riuscendo a capire di essere in un sistema in movimento.

Come al solito stai facendo un poco di confusione, infatti la particella di fluido in movimento effettua le sue misure, come se si trovasse su un reticolo deformato, dove ancora vede statisticamente sempre la stessa velocità quadratica media delle particelle immobili, infatti tutte e tre le particelle hanno ancora la stessa velocità quadratica media, come ti ho fatto osservare sopra, e pertanto la stessa velocità di propagazione.

Ma se questa è la relatività di Einstein, come mai per la sua formulazione ha presupposto il vuoto assoluto, mentre tu stai parlando di fluido, anzi da quello che vuoi farmi capire, questo può solo avvenire se lo spazio è pieno di un fluido, regolato solo da leggi statistiche.

Quello che dici è esatto, con la sola eccezione che Einstein ha capito esattamente cosa doveva succedere ai sistemi inerziali, partendo dalla costanza della velocità della luce “qui vedila come la velocità quadratica media delle particelle dell’etere o meglio la temperatura del mezzo” ma in quel contesto storico, dove l’etere dava solo fastidio, per non affrontare anche questo problema, decide di superarlo, dando solo le caratteristiche del mezzo senza specificare come tutto questo potesse succedere, del resto i fisici si aspettavano solo questo.

Ma con la conseguenza che la relatività non si riesce a legare alla statistica, e quindi alla fisica quantistica.

Ma da quello che mi pare di capire, quello che ipotizzi tu è una sorta di artificio, visto che ancora non riesco a capire come possa una particella di fluido organizzarsi come dici tu, per apparirti in moto relativo.

Guarda che anche per i sistemi inerziali di Einstein si fa lo stesso artificio, infatti per approssimare i sistemi inerziali, si fa l’ipotesi di essere in punti molto distanti da effetti gravitazionali.

Nel nostro caso diciamo “distanti dal centro di un vortice sferico”, dove le velocità decrescono fino ad essere zero in prossimità del bordo:

con buona approssimazione, se le due particelle di fluido sono molto distanti dal centro del vortice, per un istante penseranno di essere in dei sistemi inerziali e penseranno di muoversi di moto rettilineo uniforme, e di essere in dei sistemi inerziali, quelli di Einstein, dove si fa l’ipotesi di essere molto distanti da un effetti gravitazionali, meglio se li chiami: “VORTICI ”.

La confusione nasce nel non avere capito esattamente come si comporta un vortice, basta rivedere quello che dico “Sui minimi sistemi” per capire che le singole celle si devono disporre come dico io.

Ma possibile che i fisici non abbiano mai capito queste cose? Del resto sono cose banali.

I fisici nei vortici di Couette, vedendo muovere le particelle di fluido mediamente di moto circolare uniforme, affrettatamente hanno tirato le conclusioni e hanno parlato impropriamente di forza centrifuga, ma come facilmente ti rendi conto, visto che le particelle di fluido non possono che avere moto rettilineo uniforme, non puoi parlare di forza centrifuga e per capire il fenomeno devi usare un diverso modello.

Ma come puoi essere sicuro che il tuo modello è esatto e quello dei fisici sbagliato?

Io so solo che un modello è corretto solo se spiega correttamente tutti i fenomeni, e i fisici con il loro modello, non riescono a spiegare delle cose molto banali. Vai a riguardare “Quello che la fisica non spiega” e capirai com’è facile giustificare quel fenomeno con il mio modello, mentre la fisica ufficiale con il suo modello non riesce a giustificarlo.

Tira tu le conclusioni!