Teoria della relatività/Introduzione/Una questione importante

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Una questione importante

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Introduzione - Il principio della relatività meccanica La relatività particolare

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d) Una questione importante


In condizioni analoghe, altre esperienze differenti da quelle della palla lanciata sul battello in movimento, possono condurre a risultati differenti. Supponiamo che da dietro il bastimento in marcia venga lanciato un segnale sonoro, un colpo di pistola per esempio, e cerchiamo la [p. 19 modifica]velocità del suono relativamente alla nave ed alla riva. Il risultato è ben differente da quello precedente: il suono, sia che lo si produca sul battello, sia sul suolo, si propaga in rapporto alla terra ferma con la stessa velocità, circa 333 metri al secondo. Ma si trova un numero più basso se la misura si fa dalla nave e in rapporto ad essa: sarà per esempio 313 metri se il battello avanza di 20 metri al secondo; se lo stesso progredisse di più di 333 metri al secondo, il suono generato all’indietro non potrebbe mai raggiungerlo, così come il Barone di Münchhausen a cavallo della sua trasvolante palla, non potrà mai udire il colpo del cannone che l’ha lanciato nell’aria. A prima vista sembra vi sia contraddizione col principio di relatività: non possiamo noi, senza aiuto esteriore, determinare la velocità del battello restando su di esso? Non è sufficiente misurare la velocità del suono sul ponte e togliere da essa la velocità normale di 333 metri al secondo? Un po’ di riflessione ci mostra che la contraddizione non è che apparente, poiché è nell’aria che si propaga il suono e quello che noi misuriamo non è la “velocità assoluta” della nave, ma la sua velocità in rapporto all’aria. Se, per semplificare, noi supponiamo il vento nullo, noi possiamo dire con la formola già impiegata: La propagazione del suono, anche quando viene prodotto nel sistema in movimento, si fa nel sistema in quiete; noi osserviamo semplicemente un fenomeno del primo nel secondo; possiamo applicare la seconda espressione del nostro teorema d’addizione delle velocità; il principio [p. 20 modifica]di relatività non è in difetto; dobbiamo solamente risolverci a considerare l’aria come un sistema allo stesso titolo dei precedenti.

Ma questo studio della propagazione del suono ci conduce a porre un problema la cui importanza è divenuta straordinaria, quello della propagazione della luce nei sistemi in movimento. Dobbiamo credere ch’essa sia relativa al sistema mobile, come il lancio della palla? O relativa al sistema in quiete come per il suono? E a quale sistema in quiete? Per il suono è l’aria che ne è il mezzo di propagazione: qual’è dunque questo mezzo per la luce? Poniamo questa questione senza alcuna idea preconcetta; si risponderà: la luce si propaga nell’etere. Ma che cos’è questo etere? L’esistenza dell’aria, in seno alla quale si propaga il suono, ci è dimostrata senz’altro dall’azione del vento, per esempio; noi la conosciamo senza possibile dubbio, grazie alla fisica ed alla chimica. Al contrario, dell’etere non sappiamo affatto nulla; la stessa astronomia non offre la benché minima ragione d’essere ad un elemento universalmente diffuso nello spazio; in particolare non sembra ch’esso, se esiste, influenzi in nulla i movimenti dei corpi celesti; forzando un po’ le nostre espressioni, pare che l’etere non abbia altra funzione nell’universo intero che quella di dare una spiegazione puramente verbale della propagazione della luce nello spazio. Le questioni precedenti diventano quindi più interessanti: in fatto non è possibile prevedere alcun che della loro soluzione; l’esperienza solamente ci darà la risposta.