INTERMEZZO METODOLOGICO SULLA NOZIONE DI REALTA' O IL KANTICO DEL QUANTICO.

A partire dal 1859 l'astronomo francese U.J.J. LeVerrier, che era gia' famoso per aver scoperto Nettuno, si ripropose di sviluppare una teoria globale del moto di tutti i pianeti. Durante le ricerche si trovo' di fronte ad una difficolta' capace di mettere in discussione la legge newtoniana della gravitazione. L'asse dell'ellisse tracciata da Mercurio attorno al sole sembrava spostarsi a velocita' sbagliata. Come aveva gia' calcolato Keplero, e confermato Newton, i pianeti ruotano intorno al sole seguendo traiettorie ellittiche, a patto pero' che nel calcolo si includa un solo pianeta per volta. Se invece si considerano le forze esercitate dagli altri pianeti su ognuno di essi, si nota che il moto e' perturbato e che l'ellisse orbitale non rimane fissa, ma ruota lentamente attorno al sole (precessione del perielio). Poiche' le azioni pertutbatrici (scusate se cambio terminologia ma il mio retroterra letterario non mi consente troppe ripetizioni, anche qualora siano dovute o necessarie) dipendono dalle masse dei pianeti, si puo' avere un quadro completo di tutte le precessioni osservate. E proprio a questo LeVerrier dedico' piu' di dieci anni. Alla fine ci riusci', calcolo' tutte le masse e preciso' le precessioni, ma rimaneva un'unica eccezione e cioe' il pianeta piu' vicino al sole, Mercurio, che sembrave precedere leggermente piu' in fretta. Restava da giustificare una precessione aggiuntiva di circa 38 secondi d'arco per secolo. Benche' piccola in valore assoluto, la discrepanza aveva conseguenze molto significative. Per qualche tempo LeVerrier spero' di risolvere questo dilemma con l'ipotesi dell'esistenza di un altro pianeta ancora piu' vicino al Sole rispetto a Mercurio, ma non fu avvalorata dalle osservazioni. Per oltre cinquant'anni non si riusci' a dare una spiegazione convincente dell'eccessiva precessione dell'orbita di Mercurio.
Einstein (1879/1955) sapeva che qualsiasi teoria della gravita' diversa da quella newtoniana avrebbe necessariamente implicato una precessione aggiuntiva per le orbite dei pianeti, e sapeva altresi' che la discrepanza sarebbe stata maggiore per Mercurio, in quanto trovandosi vicino alla stella, avrebbe risentito della distorsione spaziotemporale. Egli arrivo' infine a calcolare in che modo la massa del Sole riesca a deformare la cronogeometria spaziotemporale circostante. A.E. aveva spesso paragonato la natura alla Sfinge, che pone quesiti all'uomo senza dare mai le risposte. In questo caso pero' essa gli aveva parlato, dicendogli: "L'idea che la massa-energia deformi la struttura geometrica dello spaziotempo spiega tutto cio' che fino ad ora sembrava inspiegabile". Suppongo che lo scienziato dovette pensare che, come in "Il tempo scopre la verita'" di Gianbattista Tiepolo, la relativita' generale avesse sollevato un lembo del grande velo.
Ma ora dobbiamo tornare indietro di qualche passo.
Come capi' subito Planck, la relativita' ristretta e l'elasticita' temporale (sbaragliatrice di una concezione plurisecolare del tempo) sono paragonabili per ampiezza e profondita' alla rivoluzione copernicana. Bergson, che aveva impostato tutta la sua filosofia sul tempo come durata, come flusso, come scorrere colto nella sua immediatezza, si accorse gia' nel 1911 che il tempo einsteniano si opponeva al concetto cardine della sua dottrina filosofica. Bergson si sforzo' di comprendere il senso esistenziale della fisica moderna, e questo e' ammirevole ma, malgrado il rispetto dovuto a questo pensatore, il contenuto del suo libro "Durata e simultaneita'" e' intellettualmente deludente.
Ora vediamo come M. Proust (1871/1922), a differenza di suo cugino (erano cugini veramente, non cosi' per dire) Bergson abbia avuto idee sul tempo molto simili, seppure in ambiti e con metodologie diverse, a quelle di Einstein. La sua opera "Alla ricerca del tempo perduto", diversamente da quanto si potrebbe evincere dal titolo, e' pervasa dall'idea che il passare del tempo non sia che illusione e che, di tanto in tanto, l'uomo possa avere accesso all'essenza permanente delle cose. Tutta la ricerca culmina nell'ultimo volume "Il tempo ritrovato" quando Proust spiega la sua filosofia ad una matinee al palazzo del principe di Guermantes. Descrive gli uomini arrampicati sugli anni come se fossero trampoli, in crescita senza posa, a volte piu' alti di campanili. In sostanza lo scrittore ha una visione della realta' in cui il tempo si aggiunge allo spazio, in una sorta di dimensione verticale dove il flusso temporale e' abolito e il vero "io" puo' godere della adorazione incessante della realta'. Questa concezione proustiana di un tempo immobile che si aggiunga allo spazio in una nuova dimensione verticale, non e' molto lontana dal concetto relativistico di spaziotempo.
L'incongruenza tra il pensiero di Bergson e le teorie einsteniane si spiega semplicemente tenendo presente che la filosofia e' una scienza anomala, cioe' pur essendo una scienza a tutti gli effetti, si fonda esclusivamente sull'interpretazione del mondo del pensatore, senza che questi si debba basare necessariamente su osservazioni e dimostrazioni. A volte mi sono stupito non poco nel vedere che scienziati e fisici eminenti, nell'apprestarsi a introdurre la relativita' ristretta,abbiano usato l'espressione "Newton detronizzato". Fa sorridere teneramente il constatare che ingegni di tal fatta, fuori dell'ordinario, spingentisi laddove il comune intelletto non l'ardisce d'arrivare, cadano in simili banalita'. In effetti qualunque scienziato che giunga ad una scoperta rivoluzionaria e' comunque sempre il risultato delle conquiste e delle acquisizioni cui sono arrivati i suoi predecessori, anche laddove le loro scoperte si rivelino erronee. Dopo questa forse superflua prolusione, addentriamoci nelle "segrete cose". Se non possedete nessuna nozione di fisica, di astronomia, di cosmologia, di storia dell'evoluzione del pensiero scientifico, smettete di leggere, non andate oltre.
DER SCHRITT O IL PASSO O DISCONTINUITA' CONCETTUALE FONDAMENTALE.
Il punto fondamentale della relativita' ristretta e' che Einstein respinge i concetti newtoniani di tempo e spazio assoluti, ma come si pone nei loro confronti? Li rifiuta subito a priori, ammettendo, con Leibniz, la loro pura relativita'? No, egli procede in maniera graduale. Comincia con l'ammettere l'esistenza di un sistema di riferimento in quiete in cui i concetti di spazio nel senso della geometria euclidea e di tempo nel senso newtoniano, sono validi. Concede che in tale sistema le leggi della dinamica di Newton sono giuste e che la luce vi si propaga alla sua velocita'. Su questo punto tutti i fisici dell'epoca sono concordi. A questo punto Einstein dice che per conferire un senso osservativo chiaro della nozione di tempo all'interno del sistema, bisogna porre un orologio in ogni punto che misura esclusivamente il tempo del luogo in cui si trova. Occorre sincronizzare gli orologi tra loro mediante impulsi luminosi e tenere presente la velocita' della luce. Fin qui niente di nuovo. La novita' dell'approccio arriva nel momento in cui ammette la validita' rigorosa, per tutte le leggi della fisica, del principio di relativita'. Poiche e' dato come legge fisica che in un sistema di riferimento in quiete la luce si propaga a velocita' fissa, indipendentemente dalla velocita' e dalla direzione della sua fonte, la relativita' implica innanzi tutto che la luce dovra' sempre propagarsi alla stessa velocita' fissa in tutti i sistemi di riferimento in moto uniforme. Qui i fisici dell'epoca iniziano ad obiettare: "E' assurdo! La legge dell'addizione delle velocita' implica che la velocita' della luce in un sistema di riferimento in moto debba essere la somma della sua velocita' all'interno del sistema in quiete e quella del sistema stesso." Einstein replica che la legge dell'addizione delle velocita' si basa su ipotesi implicite che non hanno nessuna ragione a priori di essere vere. Ricordate l'esempio classico della nave con le farfalle nella stiva e del loro (delle farfalle e della nave) moto rispetto alla banchina del porto. In primo luogo si deve supporre che la distanza di due metri percorsi dalla farfalla nella stiva sia identica alla distanza di due metri vista dalla banchina. Ma soprattutto si deve dare per scontato che la durata, poniamo di un secondo, vissuta nella stiva, sia equivalente alla stessa durata vissuta sulla banchina e, infine, che stiva e banchina si possano considerare "nello stesso istante", vale a dire che la nozione di simultaneita' sia la stessa ovunque. Ora, Einstein dice che non esistono ragioni a priori perche' una linea che misuri un metro quando sia vista in quiete, debba misurare necessariamente un metro quando sia vista in moto. Allo stesso modo, un orologio che misuri l'intervallo di un secondo quando sia in quiete , non ha alcuna ragione a priori di misurare lo stesso intervallo quando sia in moto. Einstein manda in frantumi convinzioni secolari su spazio e tempo e arriva ad una serie di formule matematiche (che qui tralasciamo) che collegano le coordinate spaziali e temporali di uno stesso avvenimento, a seconda che lo si osservi in un sistema di riferimento in quiete o in moto uniforme. Queste formule erano state gia' scritte da altri (Lorentz, Poincare') ma cio' poco conta poiche' con Einstein tali equazioni assumevano un valore completamente nuovo. Infatti, nessun altro aveva mai messo in discussione lo spazio e il tempo assoluti di Newton. Dopo aver ottenuto le equazioni che legano le coordinate spaziali e temporali di uno stesso evento osservato in due diversi sistemi di riferimento, Einstein deriva la forma modificata assunta dalla legge dell'addizione delle velocita' nella nuova teoria. Infine dimostra che aggiungendo una qualsiasi velocita' alla velocita' della luce si ottiene sempre la stessa velocita' (300000Km/s). Il cerchio e' chiuso.
Adesso, se non avete seguito il mio consiglio e avete continuato a leggere, vi esorto a riflettere sul fatto che da qui in avanti l'astrusita' e la complessita' dei concetti, la difficolta' di comprensione e l'uso di terminologia specifica, la quantita' di informazioni e nozioni matematiche fisiche e astronomiche, aumenteranno in modo ESPONENZIALE!!!