Considerazioni gravitazionali

[Mistero]

Una massa nell'ascensore di Einstein in caduta libera e valutata all'interno di esso e' vista dalla fisica classica in "equilibrio" cioe' solidale con le pareti del sistema di riferimento perche' soggetta
alla forza gravitazionale che le conferisce il termine di massa gravitazionale e alla forza apparente di uguale intensita'
ma di direzione opposta che le conferisce il termine di massa inerziale.
Le due forze sono uguali come si puo' constatare dall'equilibrio della massa stessa all'interno dell'ascensore e cioe' determinano, come l'esperienza
insegna, assenza di peso.
La relativita' generale fa a meno delle forze stesse attribuendo alla caduta libera caratteristiche di sistema inerziale "puro" il che implica
la non necessarieta' delle stesse.
L'osservazione all'interno dell'ascensore sulla inerzialita' delle masse e' stato un bel problemino per i fisici:Nel rispetto della localita' ,l'assenza di peso
e' stata ,dalla fisica classica, attribuita alla presenza di una forza apparente di tipo inerziale di uguale intensita' e di verso opposto alla forza peso stessa.
Era necessario ipotizzarla perche' appunto l'esperienza osservata non poteva avere altre giustificazioni.
Questo modo di pensare e' stato contraddetto da Einstein il quale si chiedeva se davvero fossero necessarie le forze stesse sia quella peso che
quella inerziale apparente.
A mio avviso introdurre una forza inerziale e' stato un fatto di comodo, bisogna vedere se poi effettivamente la natura l'ha introdotta.
Se cosi' fosse bisognerebbe domandarci da dove scaturisce tale forza.(Ma questo e' un altro problema)
Considerare l'ascensore un sistema inerziale, come l'esperienza insegna, teoricamente lascia spazio anche alla assenza completa di forze.
Certo che eliminare la forza gravitazionale implica una rivisitazione di buona parte della fisica secondo parametri completamente differenti ma Einstein
riusci' nella sua impresa.
Mi chiedevo se l'interpretazione della inerzialita' all'interno del sistema potesse avere altre spiegazioni.
Dovremo, per procedere in questa direzione,pensare un attimo al campo gravitazionale.
Il campo e' distribuito uniformemente nello spazio intendendo non il suo valore ma la sua presenza.
Ha senso allora parlare di massa all'interno di esso?
Einstein ha tolto le forze considerando le masse e lo spazio tempo curvo, il mio pensiero mi porta a togliere oltre che le forze anche
le masse. Mi spiego:
Immaginiamo per esempio due oggetti ,il primo enorme il secondo una piuma.
Li mettiamo nell'ascensore che conosciamo e lasciamo il tutto nel campo gravitazionale.
(Rispettando sempre il principio di localita').Se un osservatore esterno vede la scena e cioe' cadere
entrambi insieme puo' dedurre che l'azione gravitazionale si e' fatta sentire all'interno delle masse e in
ultima analisi nelle piu' piccole particelle costituenti la materia visto che la gravita' e' distribuita in maniera uniforme.
Ed essendo queste costituenti di tutta la materia risulta logico che le due masse di prima cadano insieme
in quanto questa piu' piccola particella non puo' occupare lo spazio di un' altra.
Ce ne siano poche o tantissime non importa in quanto e' solo la particella ad essere coinvolta.
E come se le masse si trovassero sciolte in un campo gravitazionale.Per cui il loro significato si perde.
All'interno dell'ascensore quindi masse piccole o grandi saranno sempre ferme le une rispetto alle altre in quanto soggette alla stessa accelerazione
di masse uguali.
Cio' che importa e' solo questa ultima particella presente in natura. Ma dicendo solo cosi' rimane il fatto ancora che su di essa agisce un accelerazione
e all'interno dell'ascensore dovrebbe essere avvertita.Cioe' rimarrebbe ancora la forza peso della particella stessa.
Possiamo pero' fare un passo successivo ed entrare all'interno di questa particella dove sono presenti quanti di energia e pensare ragionevolmente che
la gravita' catturi anche questa energia come ultima esistenza legata alla massa.
Ecco allora che all'interno dell'ascensore perde di significato anche l'ultima particella presente in natura in quanto c'e' solo energia quella di cui
e' costituita la materia perche' la gravita' arriva fino li'.
Certo nel momento in cui interferisco con l'inerzialita' della caduta esempio mettendo una bilancia sotto le masse noi misuriamo "l'insieme" della massa.
Dovremo forse abituarci a considerare che le masse libere in un campo gravitazionale non sono piu' masse ma energia in quanto il vettore gravita'
agisce sull'ultimo costituente la materia che e' l'energia appunto.
Mentre per un osservatore esterno al sistema di riferimento ascensore le masse sono masse a tutti gli effetti in quanto le vedrebbe nel loro insieme e
non "sciolte" nel campo gravitazionale.
Vediamo di chiarire il concetto:Se io sono in caduta libera io non esisto piu' come massa costituente ma solo come particelle individuali o meglio come
energia sciolta nel campo.Chi mi guarda al di fuori del mio sistema di riferimento (cioe' io stesso) mi vedra' invece come massa perche' vedra' tutte le particelle
che mi costituiscono (e quindi tutta l'energia) insieme.
Mi scuso se l'esposizione non e' molto chiara.

[Pigkappa]

L'esposizione è terribile e non si riesce veramente a seguire il filo. "Implica la non necessarietà delle stesse"?



Comunque, dal tuo messaggio sembra che l'introduzione delle forze apparenti sia una cosa strana e sulla quale ci sono dubbi. Non è così, e ti faccio vedere in un caso molto semplificato da dove vengono fuori.

Consideriamo un moto unidimensionale lungo l'asse nei due sistemi , dove è inerziale. Gli assi dei due sistemi sono coincidenti, e si muove con accelerazione rispetto a

Si vede sperimentalmente che un corpo in rispetta la seconda legge di Newton: . Abbiamo chiamato la somma delle forze su di esse calcolata in .
Visto che questa legge è così semplice e utile, ne vogliamo una simile nel sistema . In questo sistema, sappiamo che l'accelerazione del corpo è , e vorremmo dire che , ma questa relazione è evidentemente non vera perchè sappiamo che .
Allora cerchiamo di trovare quale forza dovrebbe agire in questa sistema perchè sia . Sostituendo , viene .
Quindi possiamo usare la legge di Newton in questo sistema se ci ricordiamo ogni volta di aggiungere il termine alla forza.

Quello che ho fatto è solo un conticino matematico, non c'è una grande teoria dietro, non ci sono supposizioni avventate e non ci sono cose dubbie. Abbiamo inserito la fisica solo richiedendo che valga nei sistemi inerziali.



Per quanto riguarda più da vicino il tuo messaggio, ti posso dire che in qualche modo è vero che nella relatività generale non si fa più distinzione tra massa ed energia. Non posso darti più dettagli perchè la questione è enormemente complicata e non mi potresti seguire. Temo che l'unica soluzione sia iscriverti a fisica e pazientare qualche anno...