La teoria della relatività è ciò che ha reso famoso Albert Einstein in tutto il mondo ed è il risultato della sua comprensione di come la gravità influenzi il tessuto dello spazio-tempo. La teoria, che Einstein pubblicò nel 1915, ampliò la teoria della relatività speciale che aveva pubblicato 10 anni prima e che sosteneva che lo spazio e il tempo sono indissolubilmente collegati, ma quella teoria non riconosceva l'esistenza della gravità. Einstein ha trascorso il decennio tra le due pubblicazioni determinando che oggetti particolarmente massicci deformano il tessuto dello spazio-tempo, una distorsione che si manifesta come gravità.
Che cosa dice la teoria della relatività?
Quando la teoria della relatività apparve all'inizio del 1900, sconvolse secoli di scienza e diede ai fisici una nuova comprensione dello spazio e del tempo. Isaac Newton vedeva lo spazio e il tempo come fissi, ma nel nuovo quadro fornito dalla relatività speciale e dalla relatività generale erano fluidi e malleabili.
Albert Einstein pubblicò la prima parte della sua teoria - la relatività speciale - sulla rivista di fisica tedesca Annalen der Physik nel 1905 e completò la sua teoria della relatività generale solo dopo un altro decennio di difficile lavoro. Presentò quest'ultima teoria in una serie di conferenze a Berlino alla fine del 1915 e venne pubblicata negli Annalen nel 1916.
Nella prima teoria Einstein negava l'esistenza del moto assoluto, sostenendo che nessun oggetto dell'universo poteva rappresentare un sistema di riferimento assoluto e universale fisso rispetto al resto dello spazio. Per Einstein il movimento era un concetto relativo, che poteva essere descritto in qualsiasi sistema di riferimento inerziale: tutti gli osservatori che descrivono i fenomeni fisici nei sistemi di riferimento giungono alle stesse leggi di natura. Einstein dimostrò anche che niente che abbia una massa può mai raggiungere la velocità della luce. Un'altra conseguenza della relatività speciale è che materia ed energia sono intercambiabili tramite la famosa equazione E = mc² (in cui E sta per energia, m per massa e c² la velocità della luce moltiplicata per se stessa). Poiché la velocità della luce è un numero così grande, anche una piccola quantità di massa equivale a - e può essere convertita in - una quantità molto grande di energia.
Sebbene le idee alla base della relatività sembrino esoteriche, la teoria ha avuto un enorme impatto sul mondo moderno.
Le centrali nucleari e le armi nucleari, ad esempio, sarebbero state impossibili da creare senza la consapevolezza che la materia può essere trasformata in energia.
Cos’è la relatività generale?
In sostanza, è una teoria della gravità. L'idea di base è che invece di essere una forza invisibile che attrae gli oggetti l'uno verso l'altro, la gravità è una curvatura o una deformazione dello spazio. Più un oggetto è massiccio, più deforma lo spazio circostante.
Ad esempio, il sole è abbastanza massiccio da deformare lo spazio attraverso il nostro sistema solare, di conseguenza, la Terra e gli altri pianeti si muovono in percorsi curvi (orbite) attorno ad essa. Questa deformazione influisce anche sulla misurazione del tempo. Tendiamo a pensare al tempo come se scorresse a un ritmo costante. Ma proprio come la gravità può allungare o deformare lo spazio, può anche dilatare il tempo. Se il tuo amico sale in cima a una montagna, vedrai il suo orologio ticchettare più velocemente del tuo; un altro amico, in fondo a una valle, avrà un orologio che ticchetta più lentamente, a causa della differenza di forza di gravità in ogni punto.
Cosa vuol dire che il tempo è relativo?
Nella teoria della relatività non esiste un unico tempo assoluto, ma ogni singolo individuo ha una propria personale misura del tempo, che dipende da dove si trova e da come si sta muovendo. Secondo la famosa teoria della relatività il tempo si dilata con l’avvicinarsi alla velocità della luce. Questo significa che esiste soltanto un tempo relativo rispetto a un osservatore, un tempo proprio per ogni sistema di riferimento, che nel nostro caso è la Terra.
Il tempo passerebbe per tutti allo stesso modo se non fosse per la relatività (rispetto a qualcun altro) che ci permette di rilevare le differenze di passaggio del tempo. Proprio come non puoi immaginare un diverso tipo di esistenza perché non puoi paragonarlo a un altro Universo (non ci siamo mai stati). Questo è il succo della relatività. Tutto ciò che sappiamo è relativo. Questo è il "come" lo sappiamo.
