chiarimenti sul concetto di spaziotempo

GHISO983

No per prima cosa il numero di fotoni è limitato e quindi anche il numero di osservazioni.
Poi una volta che l'universo finisce lo fanno anche i fotoni

B&W

Cita:

il fiume del tempo sembra piu' simile ad un gigantesco blocco di ghiaccio in cui tutti gli istanti sono per sempre congelati al loro posto...

...allora credo che nemmeno io ho capito il senso di questo pensiero(?).

CrzHrs

Non so se a qualcun'altro capita, ma spesso il mio cervello non riesce a comprendere certi concetti, soprattutto quando si parla di fisica. :oops:

uno di questi è lo spaziotempo.

Si, a volte si incasina tutto..

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Ho provato con wikipedia, che lo descrive come un filone di pane, ma non ci arrivo.

Alquanto esoterico come paragone.. la nutella?

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poichè ho le idee abbastanza confuse e non sono sicura di riuscire a spiegare cosa di preciso non capisco, qualcuno potrebbe spiegarmi in termini semplici (so che chiedo molto)

Proviamoci:

cosa si intende con spaziotempo:

Spaziotempo si rifà al concetto di spazio euclideo (vai su wiki): le tre dimensioni dove far operare operazioni di geometria. Però nella realtà abbiamo la stranezza della quarta dimensione (tempo), che non è "fisicamente" quantificabile e si percorre (con le conoscenze odierne) solo in un senso.

Devi cercare lo spazio tempo di Minkowski per avere qualche informazione in più su come è evoluta.

la fisica classica ha usato come metodo d'indagine delle "diapositive istantanee": immaginiamo di essere i Simpsons bidimensionali. Disegnamo su un foglio di un block notes i personaggi, per loro il foglio è tutto l'universo. sul foglio successivo iniziamo ad effettuare piccole variazioni al disegno. i fogli sono lo spazio, lo scorrere dei fogli il tempo. il block-notes puoi considerarlo lo spazio quadri-dimensionale nostro.

Portarsi una dimensione sotto quelle disponibili rende tutto concettualmente "più accettabile"

ci sono però dei grossi limiti alla fisica classica (ed al concetto di block notes): quando spingi un tavolo per spostarlo, non si sposta istantaneamente. la spinta delle tue mani arriva leggerissimamente in ritardo all'altro estremo sotto forma di onda. ed è qui che serve inglobare il concetto di tempo. Allo stesso modo, per la fisica classica, la corrente elettrica sarebbe un fenomeno non esistente..

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e come questo si possa conciliare con i concetti di presente, passato e futuro?

E' un concetto legato soltanto all'osservatore. se dici che deve essere per forza un punto di partenza fisso.. allora non fai altro che decidere un osservatore ad un tempo stabilito. Se arrivo alla scrivania ed apro il block notes alla pagina 30, quello è il mio presente.

Ora diciamo che ti vuoi mettere all'istante zero durante l'inizio del big bang. Cosa c'era prima? nulla, perché lo spazio non era matematicamente definito.

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Il fatto che possiamo osservare soltanto il passato (grazie alle enormi distanze che rendono percepibile il "ritardo" della luce) non dovrebbe significare che in realtà "esiste" solo il presente?

esiste solo il presente per l'osservatore. per quanto ne possiamo sapere lo spazio ai confini dell'universo potrebbe cessare di esistere, perciò in quel punto il concetto di "presente" non esisterebbe più

paolopunx

Ciao, ho letto questa discussione e senza la pretesa di fornire risposte alle domande poste (e spero senza dire troppe sciocchezze), penso sia importante almeno partire da cose basilari, prima di affrontare questioni più complesse.
Perciò vorrei partire da esempi concreti.
Un evento, può essere collocato attraverso specifiche coordinate spazio-temporali.
Detta così sembra difficile, ma capita a tutti e tutti i giorni.
Due persone decidono di vedersi, ci vediamo domani alle tre nella piazza centrale di Cantanzaro.
Se uno dei due si presenta a Cagliari, i due non si incontreranno, se uno si presenta alle tre e l'altro alle 6 di domani, i due non si incontreranno.
Per incontrarsi devono avere un medesimo sistema di riferimento, altrimenti si troveranno in luoghi diversi o in tempi diversi da quelli prefissati.
Fin qui non vi è nulla di strano.
Anche un'esplosione di supernova avviene in un certo punto dello spazio ed in un certo istante di tempo.
Dove sta allora il problema?
Tornando all'esempio iniziale ammettiamo che le due persone che si vogliono incontrare si limitano a dire ci vediamo tra un'ora in piazza pinco pallino.
Le coordinate spaziali sono chiare ad entrambi (usano lo stesso sistema di riferimento), quelle temporali, un po' meno.
I due si muovono uno a piedi e l'altro in auto, per cui se partono insieme, muovendosi a velocità diverse ci metteranno un tempo differente per percorrere il tratto di strada che li separa dal luogo dell'incontro.
Per fortuna entrambi hanno un orologio (fortunatamente i due orologi sono sincronizzati), per cui arrivano entrambi nel medesimo luogo e nel medesimo tempo.
Fin qui di nuovo tutto bene.
Tutto bene perché le leggere variazioni del tempo in funzione della velocità sono trascurabili (per i nostri ,limitati sensi), ma se una delle due persone si reca all'appuntamento con un razzo, il suo orologio non segnerà il medesimo tempo dell'amico che vuole incontrare (in pratica arriverà leggermente in anticipo... di quanto? Dipende da quanto è veloce il razzo).
Cosa è successo?
E' successo che lo scorrere del tempo per due soggetti che viaggiano a differenti velocità è diverso e più ci si avvicina alla velocità delle luce più il tempo scorre lentamente.
Non si tratta solo di un'ipotesi, ma di qualcosa con cui si ha a che fare ogni volta che si usa un gps.
Se non si tenesse conto delle differenti velocità dei satellite che effettuano i rilevamenti e delle conseguenti variazioni temporali, non sarebbe possibile individuare le coordinate spazio temporali, ossia la tua posizione in un determinato punto della terra in un determinato istante.
Il problema sorge quando vi è la necessità di confrontare diversi sistemi di riferimento spaziotemporali, e non solo spaziali, poiché come si diceva all'inizio un evento ha anche una collocazione temporale e se non ci mettiamo d'accordo su come sincronizzare i nostri diversi orologi, rischiamo di non trovarci mai (magari troviamo il luogo dell'incontro, ma non nello stesso istante).
In pratica c'è un nesso indistricabile tra spazio e tempo, poiché per collocare un evento occorre possedere tutte e quattro le coordinate spaziotemporali e soprattutto rendere compatibili fra loro diversi sistemi di riferimento.
Rimango invece perplesso su alcune affermazioni.... per esempio una cosa è dire che ogni evento ha una sua precisa collocazione spaziotemporale (il discorso dei blocchi di ghiaccio congelati), altro è pensare che tali coordinate siano raggiungibili, ossia una cosa è dire ieri alle tre ho mangiato una mela (evento per il mio sistema di riferimento spazio temporale, avvenuto ieri e quindi fissato nel tempo), altro è pensare di poter tornare a ieri mentre mangiavo una mela.
Inoltre, se due osservatori vedono da due pianeti diversi la medesima stella che esplode, l'istante in cui questi percepiranno l'esplosione dipende dal tempo che la luce, ossia che l'informazione, ci mette per coprire lo spazio che separa il pianeta della stella esplosa. Nessuno dei due però vedrà la stella esplodere prima che questo accada, semmai il problema tra i due è quello di mettersi d'accordo su un sistema di riferimento di coordinate spazio temporali comune, che tenga conto dei rispettivi sistemi di riferimento e senza questo parlare di medesimo istante non ha senso.
Inoltre io andrei cauto con un'idea eccessivamente lineare della meccanica celeste, il concetto di causa/effetto a mio avviso non significa che tutto è linearmente determinabile, ossia tutto è già determinato o scritto (mi riferisco per esempio al principio di indeterminazione che costituisce una delle basi della fisica quantistica), ma qui bisognerebbe aprire un capitolo a parte per cui mi fermo.

Cieli sereni

Paolo

Matteo Vacca

sono due concetti molto complicati e ancora in fase di studio e forse lo saranno ancora per i prossimi 100 anni. Lo spazio e il tempo si sono formati a seguito del big bang che non è un esplosione ma un espansione del universo stesso (se oggi è cosi immensamente grande, durante la sua formazione era più piccolo di un atomo) in tempi diversi e sono le dimensioni di cui fa parte la materia, 3 di spazio e 1 di tempo (spazio-temporale) teorizzate da einstein. La nuova teoria delle stringhe ancora in fase di studio invece ci dice che ce ne sono molte di più e non solo, ci dice anche che il mondo subatomico non si ferma alle particelle ma che ci sia ancora qualcosa di più piccolo, le stringhe appunto.

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