Il paradosso dei gemelli.

Inviato da  ivan il 28/1/2007 15:44:34

Il paradosso dei gemelli fu proposto dal filosofo inglese Herbert Dingle

Una versione è la seguente:

Supponiamo che un ragazzo di 19 anni parta su un'astronave che va alla velocità di (4/5)*c verso una meta lontana, lasciando sulla terra la giovane moglie con un bimbo appena nato.

Egli rimane lontano per un tempo proprio di 30 anni e quindi, quando torna, egli ha 49 anni; ma per suo figlio, in base alla ben nota legge ne sono trascorsi 50. Egli dunque ha un anno in meno di suo figlio.

Ora, e' stato il tempo di chi ha viaggiato nello spazio a procedere più lentamente o quello di chi è rimasto sulla Terra a scorrere più velocemente?

La letteratura scientifica dice che “nel caso della teoria della relatività, si parla di "falsi paradossi", risultato di applicazioni di ipotesi errate alla teoria.”

La risposta che si trova in letteratura è che il paradosso de gemelli è in ultima analisi insensato dato che chi ha viaggiato nello spazio, per ritornare sulla Terra, ha dovuto decelerare, fermarsi ed accelerare nuovamente.

Pertanto la teoria della relatività ristretta non può essere applicata a questa situazione.

Tant’ è vero che, sempre dalla letteratura, si dice che “Il paradosso dei gemelli in realtà non è un paradosso perché utilizzando una teoria più completa (la relatività generale) l’esperimento ideale dei gemelli è coerente”.


Di questa situazione sono state fatte verifiche sperimentali, le più note delle quali sono:
-Gli orologi atomici collocati a bordo di due aerei che volavano in direzioni opposte rispetto al pianeta: l'aereo che viaggia in direzione est somma la sua velocità a quella di rotazione della terra, dunque viaggia più velocemente di quello che viaggia in direzione ovest, e quindi deve segnare un tempo inferiore di alcune frazioni di secondo. E così in effetti così pare sia stato.
- Quella eseguita nel 1966 in un acceleratore di particelle al CERN a Ginevra:.in questo caso i viaggiatori erano muoni, fatti correre per mezzo di campi magnetici lungo percorsi circolari con velocità pari al 99,6% della velocità della luce. Si trovò che al loro ritorno i muoni erano più giovani, perché erano decaduti più lentamente dei muoni in quiete nel laboratorio

Qualche semplice osservazione:

- Gli aerei per alzarsi in volo non acceleravano e per atterrare non deceleravano ? L’orbita dei muoni era circolare quindi il loro moto era accelerato dato che istante per istante la loro traiettoria cambiava. Lo stesso dicasi per la traiettoria degli aerei visto che il pianeta terra è sferico. Ma in queste situazioni perché non si applicano le obiezioni di cui sopra?
- In che senso i muoni del laboratorio erano in quiete ? Come li hanno “fermati” ?

Apprendiamo, sempre dalla letteratura scientifica, che nell’ambito della relatività è possibile costruire, almeno in linea di principio (cioè sono fisicamente possibili) le macchine del tempo (esempi ben noti sono la macchina del tempo di Gödel e quella di Tipler)


Questo perché nella relatività generale esiste ancora la possibilità di definire un “tempo cosmico” in riferimento al moto medio della materia nell’universo. E’ questa una possibilità permessa dalla geometrizzazione dello spazio-tempo nella teoria medesima.

Quindi tutti i possibili universi che sono soluzioni del sistema di equazioni della stessa, devono essere anche fisicamente possibili.

Tra le varie soluzioni del sistema di equazioni della relatività, emergono i sottoinsiemi degli universi rotanti, ricordiamo universi fisicamente possibili nell’ambito sempre della R.G.

In un sottoinsieme degli universi rotanti, quelli che non si espandono,la geometria a grande scala è incurvata così fortemente che esistono curve nello spazio-tempo che si chiudono su se stesse fino al loro punto di partenza (anelli spazio-temporali). Quindi, in questo tipo di universo, fisicamente possibile nell’ambito della R.G., un viaggio nello spazio è anche un viaggio nel tempo.


Ma se ci si può muovere nel tempo, ecco sorgere dei paradossi, i più famoso dei quali è il paradosso del nonno.

Il primo a descriverlo fu René Barjavel, uno scrittore di libri di fantascienza, nel suo libro "Il viaggiatore imprudente" .

Il paradosso suppone che un nipote torni indietro nel tempo e scoraggi suo nonno dallo sposare sua nonna raccontandogli peste e corna di essa; il matrimonio va in fumo quindi ne consegue che il nipote non sarebbe mai potuto nascere, dunque non avrebbe mai potuto tornare a ritroso nel tempo ed mandare a rotoli il matrimonio di suo nonno. Il nipote ha viaggiato indietro nel tempo o no?

Ma dalla letteratura di certi ambiti “scientifici”apprendiamo: “Secondo l'interpretazione a molti mondi della meccanica quantistica questo tipo di eventi non genererebbe un parodosso perché ogni evento produrrebbe un nuovo universo parallelo nei quali la storia si evolve in maniera indipendente.”

Ma più semplicemente si può dire che “se i viaggi nel tempo sono possibili per la teoria della relatività e quindi nella definizione formale del tempo, esso, il tempo, non può esistere come tempo intuitivo (quello che l’osservatore (noi tutti) sperimenta continuamente). “

Da cui in pratica ne consegue che : il tempo esiste solo nelle formule matematiche, nella sua accezione formale.