Curiosando... al Museo

86 - Gemelli diversi, orologi e tempo

CURIOSANDO AL MUSEO - Appunti di storia, scienza, tecnologia e didattica è una rassegna digitale a cura del Museo della Bilancia

Gli studiosi di fisica conoscono il paradosso dei gemelli, un esperimento mentale che, se confermato, confuterebbe la teoria della relatività.

Prendiamo due gemelli nati sulla terra che si addestrano e, quando pronti, uno dei due resta sul nostro pianeta mentre l'altro parte per un viaggio di andata e ritorno verso la stella più vicina a noi (proxima centauri, distante poco più di quattro anni luce pari circa 38.000 miliardi di chilometri).

Al ritorno del viaggio spaziale la loro età sarebbe ancora la stessa?

Il gemello viaggiatore dovrebbe risultare più giovane del gemello sedentario; biologicamente più giovane perché, come insegna la teoria della relatività di stretta, per lui il tempo sarà trascorso più lentamente rispetto al gemello sulla Terra.

Paradosso, ovvero confutazione della teoria di Einstein? No: il viaggio di andata e ritorno non può avvenire a velocità costante, come richiesto dai postulati dalla relatività, quindi le ipotesi alla base del paradosso sono esterne rispetto alla teoria stessa.

Fantascienza? Di nuovo no: si tratta di veri e propri effetti tangibili, difficilissimi da misurare per le elevate velocità in gioco e i tempi lunghi dell'esperimento. Ma provati e misurati: nel 1971 Hafele e Keating fecero viaggiare per una giornata intera due orologi atomici identici e "in punto" (orologi con un errore di un secondo ogni miliardo di anni) su due aerei di linea, uno in senso concorde alla rotazione della terra, l'altro in senso opposto. Al rientro, i due orologi segnarono una differenza nel conteggio del tempo passato in volo, piccola ma sufficiente a confermare la validità della teoria della relatività e il suo effetto di dilatazione del tempo.

 

In collaborazione con narrascienza.org

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