Infondatezza di una Relatività Generale come Assoluta

 

Titolo completo:
Infondatezza di una Relatività Generale come Assoluta, poiché non sarebbe più relativa, ma A-contestuale.

da it.cultura.filosofia.moderato:
in merito alla discussione sulla opportunità di distinguere tra “forze reali e forze apparenti, in FISICA”

scrive furio.petrossi@gmail.com alla seguente osservazione di Loris
(Loris Dalla Rosa in blu, qui di seguito):

Il giorno martedì 7 gennaio 2020 14:39:24 UTC+1, Loris Dalla Rosa ha scritto:
Cio’ e’
possibile solo se al momento della frattura vien meno, si azzerano,
tanto la forza centripeta quanto la centrifuga.

Furio Petrossi:

Penso che su isf si discuta da decenni su questo argomento.
Vorrei brevemente proporre di specificare di quale forza centrifuga si parli, perché nella storia del pensiero scientifico, fino a oggi, ce n’è un certo numero.

Relativamente a Newton permettetemi di riprodurre un riferimento che filosoficamente ha il suo rilievo: si tratta dell’articolo
Bertoloni Meli, Domenico, Inherent and Centrifugal Forces in Newton, Archive for History of Exact Sciences 60(3):319-335 · May 2006
https://www.researchgate.net/publication/225333364_Inherent_and_Centrifugal_Forces_in_Newton .

Già il titolo mostra che, rispetto a Huygens, ci sono delle novità nella trattazione di Newton.
Per Newton le forze sono classificate in due categorie generali, quelle innate e quelle impresse.

La forza d’inerzia (lineare, che nessuno di noi chiamerebbe forza) è una forza insita nei corpi: essa è rilevabile nel momento in cui si cerca di cambiare lo stato del corpo. Tra le forze innate c’è anche quella centrifuga, che ha proprietà ben diverse da quelle che assegniamo oggi.

Le forze impresse sono invece forze che durano solo nel tempo dell’interazione e intervengono nell’urto e nella pressione ma anche nel moto centripeto.

La forza centripeta, per Newton, farebbe cadere il corpo in linea retta se non fosse che nel corpo in moto con velocità trasversale interviene la forza centrifuga, innata, ad impedirlo: nell’eterna lotta tra le due prevale ora una (centripeta, e il corpo “gira”) o l’altra (centrifuga, e il corpo si allontana).

Tale uso del termine “forza centrifuga” non poteva durare a lungo, infatti intervenne d’Alambert con il discusso principio dei lavori virtuali: per d’Alambert nello studio di un moto circolare non posso usare entrambe le forze, centrifuga e centripeta, ne posso usare solo una.

Userò la forza centripeta nella dinamica, in un sistema inerziale, mentre userò la centrifuga in un sistema di riferimento in rotazione solidale col corpo: la rotazione cessa di essere calcolabile (diciamo soggettivamente “di esistere”) mentre il problema si riduce ad un problema di statica; nulla ruota ma una forza centrifuga dev’essere aggiunta.

In soldoni
Dinamica: Forza risultante = massa * accelerazione centripeta
Statica: Forza risultante – Forza centrifuga = 0, (in cui ho introdotto la Forza centrifuga vettorialmente uguale all’opposto del prodotto massa * accelerazione centripeta).
Nella statica NON c’è la forza centripeta.

Questa tipo di forza centrifuga è applicata al corpo il cui movimento stiamo studiando.

La tensione della fune è centrifuga?
Questione di opinioni, certo non è la forza centrifuga applicata al corpo di d’Alambert.

Io, per non far brutta figura (come i cinesi sono sempre un preoccupato della “faccia”) la chiamo, per non correre rischi “radiale”: forza radiale o reazione vincolare; c’è chi la chiama forza centrifuga vincolare.

Tra la forza centrifuga applicata al corpo e quella applicata alla fune c’è asssoluta (notare le tre “s”) incompatibilità definitoria.

In estrema sintesi “si azzerano, tanto la forza centripeta quanto la centrifuga” mi piace poco assai.
Preferirei aggiungere quella di Coriolis (che permette al corpo che si allontana di “svirgolare”).

Oppure studiamo il tutto in un riferimento inerziale, dinamicamente e senza forza centrifuga applicata al corpo, e lasciamo agire il principio d’inerzia.

Tuttavia quello che prime è l’idea che esistono/sono esistite diverse “forze centrifughe”, con uso e definizione molto diverso.
Quella di Huygens, quella di Newton, quella di d’Alambert, quella vincolare…

Furio

risponde Omega (in rosso) e poi io (Lino Cibernetico)

Il 09/01/20 08:41, Omega ha scritto:

Grazie anche da parte mia di queste precisazioni.
Io, essendo un bruto per natura e per formazione, mi rifaccio unicamente
alla nozione di ‘centri-fuga’, che penso sia una definizione originaria
o primitiva, ossia bruta.
Qualcosa che tende a fuggire rispetto al centro di rotazione per effetto
della rotazione stessa è centri-fugo, e chiamiamo appunto “centrifuga
quella macchina che si serve di questa proprietà per separare per
esempio i liquidi dai solidi (il succo dalla buccia).

Sfortunatamente, come vedi, malgrado le preziose precisazioni della
fisica, il linguaggio comune ha riconosciuto un significato preciso al
fenomeno, senza oscillazioni fra i riferimenti, e io a quello mi sono
attenuto nella mia discussione sulla giostra col seggiolino che si stacca.
Ho aggiunto una nota nell’ambito della disputa fra ciò che è reale e ciò
che è apparente: reale è la forza che spinge verso l’esterno il
seggiolino quando è ancora agganciato (e ciò è testimoniato dalla
tensione della catena che infine si spezza); apparente invece è il peso
che chi sta sul seggiolino avverte per effetto … centrifugo. Quando il
seggiolino si stacca infatti questo peso scompare, mentre quella forza,
liberatasi dalla catena che la tratteneva – forza incamerata dal
seggiolino e dal suo passeggero – spara concretamente (brutalmente) il
tutto verso il mondo esterno. Diciamo “per inerzia? Forse se lanciamo un
sasso diciamo che si muove “per inerzia” o perché gli abbiamo
concretamente conferito quella che voi fisici chiamate “quantità di
moto”, che è poi quella che nella sua concretezza corrisponde a una
forza applicata per un certo tempo e poi separata alla partenza del sasso?

Buona giornata
Omega

Lino Cibernetico (ing. Pasquale Tufano)

Mi scuserete se dico anche io 2 parole sul tema?

Lo spero.

In generale -nella scienza- nello scire e nel discernere ..

è utile una ricostruzione storica .. e quindi anche io ringrazio per la ricostruzione storica ..

Ma per stare in ambito scientifico è da assodare un fatto metodologico:

“una teoria, come potrebbe per esempio essere la Relatività di Einstein,
si deve fare carico di ridefinire tutto l’apparato di fondazione”.

Altrimenti, come nella discussione attuale che si è evoluta qui sulla gerarchia it prima sul gruppo non moderato e ora qui, sotto moderazione, si rischia di creare equivoci basati -come diceva giustamente Loris- su questioni linguistiche e non eziodinamiche.

Il termine eziodinamica lo intendo -naturalmente- come la scuola “deterministica” e cioé la serie di cause ed effetti.

Quindi mi scuserete -ancora- se introduco i concetti che dovrebbero essere “dirimenti”.

def.1
Una forza -in fisica- è l’azione che cambia lo stato di un corpo.
La sua definizione formale avviene -in genere- in un sistema di riferimento che individua un vettore. (detto vettore di forza).

def.2 (in un piano)
un vettore “racconta” in coordinate cartesiane

v=x0(u1) + y0(u2)

v
è la rappresentazione di un vettore

dove
u1 = un vettore unitario sull’asse x (detto versore su x)
u2 = un vettore unitario sull’asse y (detto versore su y)

la collezione (u1, u2) è detta la “base dei versori”
tramite cui “misuriamo un vettore” (e nel nostro caso una forza).

quindi il segmento della lunghezza del vettore (qui al quadrato):

|v|^2=x0^2+y0^2

ci da (con il teorema di Pitagora sulla lunghezza)
la intensità del vettore (nel nostro caso la intensità di una forza).

x0 è la proiezione del vettore sull’asse x
y0 è la proiezione del vettore sull’asse y

Spesso gli elementi detti ad uno studente del liceo, come consiglia Loris, sono solo i precedenti, e spesso senza chiarire bene che cosa diversa è il modello, e cosa diversa dal modello è la fisica.

Poiché il modello approssima la fisica, ma non è la realtà fisica.

Tuttavia io preferisco aggiungere alcune altre specificazioni che -vedrete- sono *dirimenti*.

1) il “punto di applicazione” del vettore:

considerato il segmento dal punto P al punto Q
PQ andrà da P verso Q.

Va considerato “punto di applicazione” l’inizio del segmento dal lato opposto a dove scriviamo la “freccia” (quindi in PQ, il punto di applicazione è P).

Se una fune è ancorata ad una parete verticale al suolo: chi tira la fune applica la forza alla fune nel punto dove tocca la fune per tirarla.

La intensità sarà deducibile dalla espressione:

|v|^2=x0^2+y0^2

|v| = sqrt (x0^2+y0^2)

sqrt=radice_quadrata di ciò che è tra parentesi.

Nel caso che la intensità sia tutta secondo l’asse x (che simboleggia muoversi in modo parallelo al suolo) ..

|v|=x0

naturalmente x0 ha un significato .. se è misurato rispetto al versore (vettore unitario) u1.

2) la direzione del vettore:

nei grafici vettoriali è la indicazione di dove si dirige il vettore, nel nostro caso il vettore di forza (si pone una freccia in rif. al vettore PQ in Q).

Se sollevo un masso che è al suolo .. la freccia sarà “verso l’alto”

e cioé nella stessa direzione con cui si misura la crescita dell’asse y del sistema cartesiano a cui ci stiamo riferendo.

++

Ora, e solo ora, sappiamo di cosa potremmo parlare.

La fisica di Newton, a mio avviso, con l’avvento prima della teoria della relatività di Einstein, e poi con la teoria della descrizione aleatoria della fisica sub atomica detta Meccanica Quantistica (MQ) è attualmente considerata cosa obsoleta e fra poco dimostrò che ciò è infondato, pur avendo Newton dei limiti che chiarirò.

Dice Einstein nei postulati di fondazione della Relatività
fonte: Volume I “Lezioni di Fisica” di Daniele Sette, utilizzato alla università di Roma la Sapienza ad ingegneria, pagina 217

A) “tutte le leggi della fisica devono essere le stesse (cioé rimanere invariate) per tutti gli osservatori in sistemi di riferimento inerziali (principio della relatività ristretta)”.

B) “la velocità della luce è la stessa per osservatori inerziali, indipendentemente dal fatto che la sorgente sia ferma od in moto nel corrispondente sistema di riferimento”.

++

Anzitutto ..
“cosa c’entra il discorso dei 2 postulati di Einstein, sopra enunciati, con la questione delle forze reali ed apparenti?”

C’entra, poiché _prima_ va stabilito un metodo di rappresentazione, e solo dopo si può dire di cosa stiamo parlando.

Un metodo di rappresentazione deve essere tale, una volta scelto, di non potere generare equivoci come quelli tra le varie definizioni di forze reali e forze apparenti, cambiate nella evoluzione storica.

NON deve -il metodo di rappresentazione- potere creare equivoci, poiché pur fidando nella pazienza di chi legge .. è stato esplicitato.

La cosa è talmente importante per separare una discussione puramente ipotetica come “chi potrebbe vincere la partita di calcio tra Roma e Lazio che non si sia ancora giocata” .. da una discussione su un profilo di teoria della misura in ambito scientifico in cui è dirimente spiegare come avviene la misura degli enti e degli eventi.

++

Detto ciò io sono in grado di dimostrare che i 2 postulati di Einstein sopra esplicitati sono *infondati* rispetto al principio di causa ed effetto, e ciò ha generato che da 100 anni (circa) siamo in un pantano cognitivo sul profilo epistemologico di non sapere -per la scienza ufficiale- dove sia il 90% (circa) della materia e della energia nell’universo osservabile. (Nel seguito, in coda, parlerò anche della direzione di un corpo in un moto centrale, per rimanere in tema alla sorgente della attuale discussione).

DIMOSTRAZIONE

della infondatezza di una Relatività Generale come Assoluta, poiché non sarebbe più relativa, ma A-contestuale:

riscrivo il primo postulato per comodità di esposizione:

A) “tutte le leggi della fisica devono essere le stesse (cioé rimanere invariate) per tutti gli osservatori in sistemi di riferimento

critica A-1:
Laplace con il concetto di “stato del sistema” (che applica o risente di forze) dimostra che la “dinamica” di un sistema non dipende solo dalle leggi, ma dallo “stato del sistema”.

Einstein non cita -come gli consigliava il filosofo Mach- lo stato del sistema perché la discussione su ciò non era riuscita a trovare un fondamento nella RG (relatività generale) di Einstein.

nota:
la collaborazione Einstein-Mach al link seguente:https://it.wikipedia.org/wiki/Principio_di_Mach

critica A-2:
Cauchy, il famoso matematico, enuncia:
“La soluzione di un sistema di equazioni, quando esiste, vede la soluzione dipendere dalle condizioni iniziali, e cioé dallo stato del sistema.

Ecco perché il postulato A è infondato.

Perché andava specificato sotto quali condizioni e secondo quale tipologia di forze si ha una saturazione della velocità (che in effetti satura, a volte, ma non sempre) nel modello che Einstein propone.

Non entro ora nel modello alternativo (che pure citerò in coda a questo mio intervento chiamato k_Fermat se di ordine superiore a quello di Einstein ed includente Einstein come caso minore).
il link k_Fermat:
Einstein’s Theory of General Relativity: reverse engineering [k_Fermat solution]
https://6viola.wordpress.com/2018/06/21/einsteins-theory-of-general-relativity-reverse-engineering-k_fermat-solution/

Passo invece al postulato successivo, che riscrivo:

B) “la velocità della luce è la stessa per osservatori inerziali, indipendentemente dal fatto che la sorgente sia ferma od in moto nel corrispondente sistema di riferimento”.

critica B-1:
Non è forse vero che a Ginevra non si è riusciti a raggiungere la velocità della luce applicando campi alle particelle sub atomiche come elettroni, protoni, etc?

Non è forse vero che ciò è descritto dalla seguente matematica?:

(1) Ec=(m-m0)*c^2

dove
Ec= energia cinetica
m=m0/sqrt(1-v/c^2)

m0=massa di una singola particella.

Sì, è vero, ed anzi descrive proprio la saturazione della velocità al valore di circa 300 mila km/sec che si ottiene vedendo che con

v -> c

la (1) tende ad infinito.

Ma ciò discende per la causa che la forza applicata è dal laboratorio solidale con il nostro pianeta.

Ecco perché andava specificata tale “condizione di Cauchy”.

Einstein -invece- dice che ciò è vero in generale, da qualsiasi sistema inerziale si misurerebbe che la velocità della luce è sempre la stessa.

Einstein nella foga di dire una cosa che abbia un fondamento con la (1) dimentica di dire che la sua teoria è della “relatività” e dimentica di dire le condizioni al contorno in cui si è ottenuta quella dinamica “saturata”.

critica B-2:
I bambini una volta anziché stare con il telefonino in chat volevano, la sera, che gli fossero raccontate della favole ..

E’ talmente una “calamita” la formula (1) (vedi sopra) che può, purtroppo, divenire una favola di rassicurazione che ciò che misuriamo in una particolare circostanza (e cioé applicare le forze in un particolare modo) debba essere non relativo, ma ASSOLUTO!

A-SOLUTO .. (quindi verità purissima, a-soluta, come verità non ulteriormente migliorabile) in cui abbiamo fermato la necessità di indagare ulteriormente, e cioé finalmente la luce come concetto definitivo, quasi che debba essere un dogma di fede.

Si noti che la parola dogma -originariamente- significava opinione.

Poi divenne opinione autorevole.

Infine parere indiscutibile, per cui come nelle religioni non si vuole la prova della esistenza di Dio, si accoglie ciò che una religione postula come dogma di fede.

Quindi tutto questo apparato di deformazione cognitiva ha avuto la sua fortuna, e la ha ancora, proprio perché si è passati dalla adorazione delle religioni, tramite i dogmi di fede, alla adorazione della scienza tramite i postulati che se ipoteticamente fossero veri -allora- ne conseguirebbe una certa descrizione della realtà.

Un esame puntuale di come cambiando il punto di applicazione cambia il significato della energia cinetica

(1) Ec=(m-m0)*c^2

al link seguente:
Dimostrazione matematica di come si può superare la velocità della luce (Physics)
https://6viola.wordpress.com/2019/12/24/dimostrazione-matematica-di-come-si-puo-superare-la-velocita-della-luce-physics/

critica B-3:
Tuttavia -fortunatamente- ciò sta per cessare .. perché la LOGICA FORMALE .. non si basa su dogmi di fede o postulati di fondazione .. ma sulla *esplicitazione* di come funzionerebbe la *eziodinamica* del collegamento tra le cause e gli effetti alle cause.

Si noti che se è vero che nei millenni è esistita la logica, solo recentemente è stata formalizzata .. e mi riferisco ai lavori principalmente di Noam Chomsky (ma non solo perché i linguaggi artificiali hanno molti scienziati e filosofi) .. che -guarda caso- anche lui -Chomsky- aveva chiaro il concetto di “stato iniziale di un sistema” visto che scrive le grammatiche “contestuali” .. e cioé quelle grammatiche che assumono valore diverso(!) a secondo del diverso _contesto_!

++

CONCLUSIONI:

In forma breve: è banale -per chi conosce la fisica- notare che cambiando il punto di applicazione di una forza cambia la dinamica del sistema, e va tenuto conto -nello studio della dinamica- “lo stato del sistema”, quando si applica una forza, o una collezioni di forze.

Se le forze sono dette “centrali” ..

“come la forza applicata ad un corpo che sia impedito dal suo stato di inerzia (che è uno stato di quiete)” ..

.. risulta evidente che una cometa che se ne andava per fatti suoi cambia di orbita grazie alla forza “centrale” che in questo caso è la forza di gravità del Sole ..

.. risulta evidente dalla semplice osservazione astronomica.

DOMANDA:
Perché -poi- alcune orbite sono stabili, ed altre generano la caduta sul corpo maggiore, e altre -ancora- la fuga?

Su ciò si cimenta non solo Newton, ma anche la RG di Einstein con un modello migliorativo di Newton, sebbene io confermi le critiche sopra elencate. E al solito dipende dai parametri del sistema nello stato in cui risente delle forze agenti (un corpo è nel suo stato di quiete se non agiscono su di lui forze esterne: al momento che agissero ci sarebbe un confronto tra le forze che lo vorrebbero in moto inerziale e le forze che vorrebbero mutare il moto inerziale ad una situazione diversa).

La RG sta dicendo, dunque, cose vere, *ma* dato il contesto della tipologia degli acceleratori di particelle, per esempio.

Mostro un caso alternativo:

Se esaminate un sasso che cade in un pozzo al centro della Terra ..

Non è forse vero che finché il sasso non raggiunge il centro della Terra si misura che v aumenta fino ad una v=v_max?

Certamente, ora metto un link dell’istituto nazionale di fisica nucleare (infn) che mostra i calcoli.

http://www.roma1.infn.it/rog/astone/didattica/pozzo.pdf

Non stiamo -però- dicendo che “subito dopo la mezzeria -nel continuare la corsa- il sasso diminuisce di velocità poiché la maggior parte del pianeta è ora alle spalle del sasso che cade”?

Certamente, e quindi non possiamo descrivere tale dinamica né con Newton, né con Einstein, ma con *Gauss*, come si vede al link sopra citato.

Quindi Einstein sta dicendo cose vere, ma dimenticando di dire che tipologia di forze applica e in quale contesto.

Da ciò si apre -se si allarga il nostro orizzonte- non solo un universo (U1), ma molti universi Ui, risolti nella più generale dinamica di k_Fermat.

++

Proviamo -ora- ad usare il metodo “contestuale” per l’esame delle forze centrali?

Dunque .. al momento che con una fune o con la forza di gravità creo un equilibrio ..

.. la forza centrale è verso il centro, mentre la reazione ha (all’equilibrio) la stessa intensità e verso opposto.

Cosa succede se taglio la fune -come nel lanciatore del peso/sasso- è sotto gli occhi di tutti:

  1. finché il vincolo esiste -> ne segue che esiste “azione e reazione”.
  2. quando il vicolo cessa -> il corpo “conserva la quantità di moto e la conferma”.

E come vedete non ho dovuto parlare di forze reali ed apparenti, ma solo di forze e di dove erano applicate.

Nel caso della cometa: è un moto circa tangenziale al cerchio attorno al Sole .. quando è vicina al Sole ..

.. ma ci sembra solo questo .. perché -per le comete periodiche- non vediamo che il moto della cometa è una ellisse di cui il Sole è in uno dei “fuochi” della ellisse.

.. cioé quando la cometa sfugge al Sole ci sembra che vada in linea retta come era nel caso del lancio del disco di un discobolo.

Ma la realtà -se si vuole descriverla in modo non troppo approssimativo- richiede di vedere il moto completo della cometa ..

E andrebbe citato -ad onore del merito- il nome di Keplero tra coloro che spiegarono tra i primi “la velocità areolare” ed il fatto che nel sistema solare le orbite non sono circolari ma ellittiche.

Se si volesse andare avanti necessiterebbe dire -poi- che anche il Sole non è fermo! e si porta appresso tutto il sistema solare ..ed è ciò che crea le ellissi, anziché dei cerchi perfetti .. come condizione di equilibrio reale anziché l’equilibrio storico con il cerchio  descrivere i moti centrali.

E così via iterativamente .. sebbene la fisica ufficiale .. negli ultimi lavori ha avuto *paura* ad esaminare un cosmo di più universi (eccettuato il modello di Multiverso di Everett e pochi altri come il mio lavoro su Fermat, basato sui lavori di Amadori, fisico, Lussardi, matematico).

Lo stesso Penrose, con lo scenario della collisione di due BH (black hole) a generare il big bang esamina solo la esplosione anomala ipotizzata a formare il nostro singolo universo, e anche l’articolo che leggevo ieri sera che si basa sul lavoro di Penrose et altri.
fonte dell’articolo di ieri sera:

“In uno studio pubblicato su Physics of the Dark Universe il 26 dicembre, Licata et al. propongono una nuova interpretazione nel framework Hartle-Hawking basato sull’olografia proiettiva De Sitter.

Di Stefania de Luca –    7 Gennaio 2020”
https://www.reccom.org/2020/01/07/nucleazione-del-vuoto-di-de-sitter/

Scusate la lunghezza del post, spero interessante.

Auguri di buon anno 2020

ultima modifica:

12 gennaio 2020, ore 15.10

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