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CORSO SULLA RELATIVITÀ: 5 Buco Nero e Curvatura Spazio-Temporale

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5. Buco Nero e Curvatura Spazio-Temporale I buchi neri rappresentano alcune delle soluzioni più estreme e affascinanti della relatività generale di Einstein. Essi sono regioni dello spazio-tempo in cui la gravità è così intensa che nemmeno la luce può sfuggire alla loro attrazione, rendendo queste regioni invisibili ai nostri occhi. 1. Concetti fondamentali 1.1 Orizzonte degli Eventi L' orizzonte degli eventi è la superficie sferica che delimita il "punto di non ritorno" di un buco nero. Al di là di questa soglia, ogni traiettoria nel futuro punta inevitabilmente verso la singolarità centrale. Nulla, neanche la luce, può oltrepassarlo in senso opposto. 1.2 Singolarità Al centro del buco nero si trova la singolarità , un punto (o regione) in cui le quantità fisiche come la densità e la curvatura dello spazio-tempo tendono a infinito. La fisica classica cessa di essere applicabile, e si ipotizza che una teoria quantistica della gravità debba descriverne la nat...

CORSO SULLA RELATIVITÀ: Lezione 4 Cosmologia Relativistica

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Cosmologia Relativistica: introduzione La cosmologia relativistica è la branca della fisica che studia l'universo nel suo complesso utilizzando i principi della relatività generale di Einstein. Essa offre un quadro teorico per comprendere l'evoluzione, la struttura e la dinamica dell'universo, dalla sua nascita fino ai suoi possibili futuri scenari. Modello dell'Universo Un pilastro della cosmologia è il Principio Cosmologico , che afferma che l'universo, osservato su scala molto ampia, è omogeneo (uguale in ogni punto) e isotropo (uguale in ogni direzione). Questa semplicità apparente permette di utilizzare modelli matematici efficaci. Metrica di Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (FLRW) La geometria dello spazio-tempo dell'universo in espansione si descrive tramite la metrica FLRW: ds² = -c² dt² + a(t)² [ dr²/(1 - k r²) + r² (dθ² + sin²θ dφ²) ] dove: c è la velocità della luce, t è il tempo cosmico, a(t) è il fattore di scala, che des...

CORSO SULLA RELATIVITÀ: 3 Applicazioni della Relatività

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3 Applicazioni della Relatività La teoria della relatività di Einstein non è solo una formula su carta, ma una realtà che si manifesta quotidianamente e ha trasformato radicalmente la nostra comprensione dell'universo. Le sue predizioni, spesso controintuitive, sono state confermate da numerosi esperimenti e applicazioni pratiche. Dilatazione Temporale Uno degli effetti più sorprendenti è la dilatazione temporale : il tempo non scorre allo stesso modo per tutti. Per un osservatore in movimento rispetto ad un altro, il tempo sembra scorrere più lentamente. La relazione fondamentale è data dalla formula: \( \Delta t = \frac{\Delta t_0}{\sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}} \) dove: \( \Delta t_0 \) è l'intervallo di tempo misurato dal sistema in quiete (proprio tempo); \( \Delta t \) è l'intervallo misurato dall'osservatore in moto relativo; \( v \) è la velocità relativa; \( c \) è la velocità della luce nel vuoto. ...

CORSO SULLA RELATIVITÀ: 2 Relatività Generale

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2. Relatività Generale: la nuova visione della gravità Immagina di poter ripensare la gravità non come una semplice forza che attira gli oggetti, ma come una deformazione dello spazio e del tempo stessi. Questo è ciò che Albert Einstein ha fatto nel 1915 con la sua  teoria della relatività generale , una rivoluzione che ha trasformato radicalmente la nostra comprensione dell’universo. La gravità come curvatura dello spazio-tempo Prima di Einstein, la gravità era vista come una forza che agisce a distanza, secondo la legge di Newton. Ma la relatività generale ci insegna qualcosa di molto più profondo: Principio di equivalenza : immagina di essere in un ascensore chiuso. Se l’ascensore cade liberamente, dentro non senti peso. Se invece è a riposo su un pianeta, sì. Localmente, gli effetti sono indistinguibili: è il cuore della teoria. Curvatura dello spazio-tempo : la massa-energia “dice” allo spazio-tempo come curvarsi, e lo spazio-tempo “dice” alla materia e alla luce come muoversi...

CORSO SULLA RELATIVITÀ: 1 Teoria della Relatività Ristretta

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🚀  Teoria della Relatività Ristretta  di Einstein (1905) : Un Viaggio nel Tempo e nello Spazio Nel 1905, Albert Einstein rivoluzionò per sempre la nostra comprensione dell’universo con la teoria della relatività ristretta . Questa teoria ha cambiato il modo in cui concepiamo il tempo, lo spazio e la realtà stessa. Ma cosa significa davvero e come influisce sulla vita quotidiana? Scopriamolo passo dopo passo. 1️⃣ I due principi fondamentali della relatività ristretta La relatività ristretta si basa su due principi cardine: Principio di Relatività: Le leggi della fisica sono le stesse per tutti gli osservatori in moto rettilineo uniforme. Non esiste un “punto di vista privilegiato”. Costanza della velocità della luce: La velocità della luce nel vuoto, c ≈ 299.792.458 m/s , è invariata per tutti gli osservatori, indipendentemente dal loro moto relativo. Questi due principi contrastano con la nostra esperienza quotidiana: per oggetti lenti, la velocità si somma (a...