Nel precedente scritto abbiamo differenziato il movimento parmenideo dal movimento eracliteo. Il movimento parmenideo, per quanto concerne le onde (marina, sonora ed elettromagnetica) è un susseguirsi di passaggi di stato energetici. L’energia passa dallo stato positivo (+), allo stato negativo (–) e viceversa. Questo passaggio di stato si snoda sullo stesso spazio che si energizza. Per quanto concerne l’onda marina, lo spazio è l’acqua; per quanto concerne l’onda sonora, lo spazio è l’aria, per quanto concerne l’onda elettromagnetica, lo spazio è il vuoto. Il passaggio di stato genera un moto apparente. Anche se, di fatto, nessun ente si muove nello spazio, apparentemente l’onda percorre lo spazio.
Il movimento dei corpi è eracliteo. Questo movimento coinvolge più spazi. Si tratta dello spazio scenico (figura/sfondo) e più spazi oggettuali ciascuno dei quali è costituito da una figura che si staglia sullo sfondo. Nel movimento dei corpi lo sfondo è uno spazio di separazione che è attraversato per colmare o aumentare le distanze.
I passaggi di stato dell’onda sonora, dell’onda marina e dell’onda elettromagnetica si generano istantaneamente e la velocità del loro moto apparente è sempre la stessa. Nel moto eracliteo dei corpi, per portare il corpo dallo stato di quiete ad una determinata velocità occorre una forza che consenta al corpo di accelerare, cioè di aumentare gradualmente la propria velocità.
L’interazione tra i corpi in movimento eracliteo avviene tramite lo sfondo, cioè lo spazio attraversato. Questo spazio può essere l’acqua, l’aria o il vuoto.
Osserviamo l’immagine in basso (figura 1)
Per l’osservatore sul carrello: il cannoncino è in quiete e il proiettile, accelerato dalla pressione dei gas che si formano in seguito all’esplosione, esce dalla bocca con velocità vc.
Se sparo dei proiettili con un cannoncino, la velocità con cui i proiettili escono dalla canna (misurata da un osservatore in quiete rispetto al cannoncino) sarà la stessa sia che il cannoncino sia fissato ad un carrello che si muove su rotaie rettilinee a velocità costante V, sia che il cannoncino sia fissato a terra.
Per l’osservatore a terra: inizialmente il proiettile entro la canna possiede la stessa velocità V del carrello. Poi, in seguito allo sparo, il proiettile subisce un incremento di velocità pari a vc. Pertanto rispetto alla terra il proiettile esce dalla bocca con velocità vT = V + vc.
Questa relazione tra le due velocità è nota anche come legge di composizione delle velocità di Galileo.
Il proiettile prima dello sparo, attraversa lo sfondo (l’aria) concomitantemente al carrello. Questo è il motivo per cui esso possiede una velocità uguale a quella del carrello. Questa velocità si somma a quella generata dallo sparo.
Osserviamo l’immagine in basso (figura 2).
Secondo le leggi di Maxwell-Lorentz un fascetto luminoso si muove con la stessa velocità per un osservatore a terra e per uno sul carrello.
Questa conclusione è tuttavia in contraddizione con la legge di composizione delle velocità di Galileo!
Se noi supponiamo che la luce attraversi lo sfondo, dobbiamo ammettere che, prima dell’accensione della lampada, la luce, per un osservatore a terra, è come se avesse una velocità iniziale, la stessa del carrello. Il carrello, infatti, sta attraversando lo sfondo alla velocità V. Anche la lampada attraversa lo sfondo alla velocità V. Questa velocità iniziale si aggiunge alla velocità della luce.
Se noi, però, ipotizziamo che la luce sia un moto parmenideo, cioè un’energizzazione dello spazio vuoto che avviene attraverso passaggi di stato di energia, arriviamo a conclusioni diverse. La luce non attraversa lo sfondo, ma lo energizza. La luce non possiede una velocità iniziale, data dall’attraversamento dello sfondo. Il passaggio di stato della luce si origina nell’istante in cui la lampada è accesa e si rigenera istante per istante sempre alla stessa velocità.
Abbiamo evidenziato come l’interazione di due corpi in moto, nella legge di composizione delle velocità, avviene tramite lo sfondo attraversato da ambedue i corpi. Anche l’interazione tra il moto eracliteo dei corpi e il moto parmenideo dei passaggi di stato avviene tramite lo sfondo, che è attraversato dai corpi ed è energizzato dai passaggi di stato.
Formuliamo la seguente legge d’interazione. Il movimento di un corpo riduce/amplia lo spazio energetico dei passaggi di stato del moto apparente.
Supponiamo che dal pianeta alpha centauri Bb un segnale luminoso sia inviato verso la terra nell’istante “T”. Questo segnale è una serie di passaggi di stato energetici dello spazio vuoto. Il moto apparente di questi passaggi di stato viaggia alla velocità della luce C. Per arrivare sulla terra impiega 4,37 anni. Supponiamo che nello stesso istante “T” un’astronave parta dalla terra in direzione di alpha centauri Bb viaggiando alla velocità di 100.000 chilometri all’ora. Il segnale luminoso giunge prima sull’astronave e dopo sulla terra.
Mentre l’astronave viaggia, si sposta nello spazio vuoto percorrendolo. Così facendo, diminuisce lo spazio vuoto che il segnale luminoso deve energizzare. Il segnale luminoso energizza alla velocità della luce uno spazio vuoto minore, rispetto allo spazio vuoto da energizzare per raggiungere la terra.
Supponiamo che l’astronave viaggi nella stessa direzione del segnale luminoso. In questa circostanza il movimento dell’astronave amplia lo spazio vuoto che il segnale luminoso deve energizzare. Il segnale, quindi giungerà dopo sull’astronave rispetto alla terra.
Osserviamo l’immagine in basso (figura 3)
Sally si trova su un’astronave in moto rispetto a Sam che è fermo. Supponiamo che sull’astronave sia posto un orologio a specchio che misura il tempo. Ipotizziamo che una pallina di gomma rimbalzi dal corpo B (evento 1) nello specchio M e dallo specchio M giunga al corpo B (evento 2), sempre alla stessa velocità. Sally misura il proprio tempo con i rimbalzi della pallina. Anche Sam misura il proprio tempo con i rimbalzi della pallina. Per Sally il corpo B e lo specchio sono fermi. La pallina quindi percorre la distanza 2D alla velocità Vp. Per Sam specchio e corpo si muovono a una certa velocità. La pallina, per Sam, prima di partire possiede già una velocità, che è la stessa velocità del corpo e dello specchio. Il tempo che impiega la pallina a percorrere la distanza 2D (tempo di Sally) è uguale al tempo che la pallina impiega a percorrere la distanza 2L (tempo di Sam). Ciò discende dal fatto che la pallina, per Sam, percorre la distanza 2L (maggiore di 2D) a una velocità maggiore rispetto alla pallina di Sally. L’orologio a specchio (con la pallina) segna lo stesso orario per Sally e per Sam.
Sostituiamo la pallina che rimbalza con un raggio di luce. Questo raggio parte da B (evento 1) si riflette sullo specchio e colpisce B (evento 2). Sally misura il tempo trascorso dall’evento 1 all’evento 2. Anche Sam misura il tempo trascorso dall’evento 1 all’evento 2.
In questa circostanza accade qualcosa di diverso rispetto al movimento della pallina. Il raggio di luce, per Sam, percorre la distanza 2L maggiore di 2D (spazio percorso dal raggio di luce per Sally). La velocità dei due raggi è sempre la stessa. La velocità della luce, infatti, non si somma alla velocità dell’astronave. I due orologi, quindi, segnano tempi diversi.
Da questo esempio si evince che il tempo per un corpo in moto rallenta (rispetto a un corpo fermo), se questo tempo è misurato attraverso raggi luminosi.
L’idea, formulata da Einstein, che il tempo rallenta discende dall’ipotesi che la luce percorre lo spazio vuoto come se fosse un corpo. Abbiamo ipotizzato che ciò non accade. Il moto della luce è apparente. Si tratta di una serie di passaggi di stato con cui si energizza lo spazio vuoto. Ciò ci consente una diversa interpretazione dell’esperimento mentale della figura 3.
Il movimento dell’astronave amplia lo spazio vuoto che la luce deve energizzare. La luce impiega più tempo perché energizza uno spazio vuoto maggiore sempre alla stessa velocità. Non c’è alcun rallentamento del tempo. Il tempo scorre sempre alla stessa velocità, come aveva affermato Newton.