Velocità della luce

[Venusiano]

Non ho letto il libro, ma ho visto che in questa sezione si parla anche di luce, e quindi faccio qui la mia domanda.

Ipotizziamo un'astronave che viaggia da A a B ad una velocità prossima a quella della luce: diciamo (per chiarire meglio ciò che voglio chiedere) che viaggia alla velocità della luce meno 1 km/h!

Dentro questa astronave, un astronauta accende ad un certo punto una torcia, puntando il fascio luminoso proprio in direzione del punto B.
L'astronave sta già viaggiando quasi alla velocità della luce... La luce della torcia a che velocità uscirà dalla torcia?
Per un'osservatore esterno all'astronave, e fermo nel cosmo, la luce della torcia si sposterà naturalmente alla velocità della luce: ma cosa vedrà l'astronauta?
Vedrà la luce uscire dalla sua torcia e muoversi lentamente, ad una velocità di appena 1 km/h? Oppure la vedrebbe uscire dalla torcia alla normale velocità della luce? Ma, in tal caso, per un osservatore fermo rispetto all'astronave, la luce di quella lampadina viaggerebbe alla velocità della luce + quasi la velocità della luce! (cosa impossibile)

E se l'astronauta accendesse la torcia puntandola verso il punto A, come si comporterebbe la luce per lui?

Sono davvero confuso, anche perchè la velocità di un qualche cosa può essere definita solo in base ad un punto di riferimento, fermo o mobile che questo sia. Ma qual'è un punto di riferimento fisso, nell'Universo, visto che nell'Universo tutto si muove?

[alexander]

in base alla contrazione di lorentz (determinate dalla relavità ristretta) l'astronave si dovrebbe contrarre, lo spazio (o per meglio dire quello che l'astronave vede) viene proiettato tutto davanti all'astronave (anche la parte dietro) e cambia di colore in funzione della velocità di spostamento.
Inoltre il tempo per il viaggiatore tende a fermarsi, conseguentemente vedrà il fascio di luce partire dalla sua torcia sempre a 300.000 km/s.
Difatti la velocità è data da spazio/tempo e per l'osservatore il tempo quasi si ferma rispetto al nostro (anche se a lui sembrerà scorrere allo stesso modo di prima del viaggio)
Un osservatore esterno al sistema "vedrà" (anche se non è possibile vedere) semplicemente un astronave tutta contratta che viaggia quasi alla velocità della luce e un fascio di luce (quello della torcia) poco più veloce...

[Venusiano]

in base alla contrazione di lorentz (determinate dalla relavità ristretta) l'astronave si dovrebbe contrarre, lo spazio (o per meglio dire quello che l'astronave vede) viene proiettato tutto davanti all'astronave (anche la parte dietro) e cambia di colore in funzione della velocità di spostamento.
Inoltre il tempo per il viaggiatore tende a fermarsi, conseguentemente vedrà il fascio di luce partire dalla sua torcia sempre a 300.000 km/s.
Difatti la velocità è data da spazio/tempo e per l'osservatore il tempo quasi si ferma rispetto al nostro (anche se a lui sembrerà scorrere allo stesso modo di prima del viaggio)
Un osservatore esterno al sistema "vedrà" (anche se non è possibile vedere) semplicemente un astronave tutta contratta che viaggia quasi alla velocità della luce e un fascio di luce (quello della torcia) poco più veloce...


Mi è difficile comprendere o immaginare la prima parte della tua risposta... :rolleyes:
L'ultima frase l'ho capita (a parte il concetto di "astronave contratta")! :D

Comunque grazie! :razz:

[alexander]

provo a spiegarti il discorso del tempo che rallenta con un esempio.
Prova a costruire un orologio dove il tempo, secondo per secondo, viene scandito da un fotone che viaggia in verticale da uno specchietto in alto ad uno in basso
Il fotone parte dallo specchio in alta, dopo un secondo arriva in quello in basso, rimbalza da quello in basso e dopo un secondo arriva a quello in alto.
Cosi per sempre.
Il tempo è lo stesso sia per l'orologio che per noi che lo osserviamo perchè ci muoviamo nello spazio alla stessa velocità.
Prendiamo 2 osservatori e 2 orologi
Adesso facciamo che noi rimaniamo fermi con un orologio e muoviamo l'altro osservatore con l'altro orologio in orizzontale a quasi la velocità della luce.
A questo punto noi fermi vediamo il fotone, che si sposta dallo specchio alto a quello basso, non fa più una traiettoria totalmente verticale ma, a causa del movimento in orizzontale, la traiettoria diventa obliqua e quindi più lunga, e quindi, per forza di cose, ci mette più tempo.
Ma il tempo in più che ci ha messo è riferito a noi che lo osserviamo (il nostro orologio ha continuato a comportarsi come prima e quindi ha messo meno tempo a scandire 1 secondo perchè ha percorso meno spazio).
L'osservatore che invece si muoveva a velocità costante insieme all'altro orologio non si è accorto di nulla, il fotone ha continuato a muoversi totalmente in verticale e ha compiuto un rimbalzo ogni secondo...............
Infatti se sei su un treno e fai rimbalzare una palla per te rimbalza in verticale ma io, che magari ti guardo da fuori nel finestrino, vedo che in realtà (per me) la palla ha rimbalzato in orizzontale a causa del movimento del treno...

[Venusiano]

Grazie, capisco il discorso del fotone e quello della palla sul treno.

Io, osservatore fermo, noto che la palla (o il fotone) compiono anche un movimento orizzontale, vero, ma tale movimento (secondo me) si aggiunge al movimento in alto e in basso, e non va a scapito della velocità con cui il fotone (o la palla) si spostano dal punto in alto al punto in basso... che sempre di un secondo resta! Boh... :confused: :wtf:

[Red Hanuman]

Ottimo, Alex! Di fatto, per la relatività la velocità della luce è costante in tutti i sistemi considerati. Ergo, spazio e tempo sono legati indissolubilmente.
Per cui, in tutti i casi, bisogna ricondurre lo spazio ed il tempo alle condizioni in cui la velocità della luce è sempre uguale: un osservatore esterno vedrà il razzo accorciarsi nella direzione di moto, ed il suo tempo rallentare; ma la velocità del raggio sarà sempre quella della luce.
Per il viaggiatore, apparentemente nulla cambia: spazio e tempo sono gli stessi, e così anche la velocità della luce...;)

[alexander]

Grazie, capisco il discorso del fotone e quello della palla sul treno.

Io, osservatore fermo, noto che la palla (o il fotone) compiono anche un movimento orizzontale, vero, ma tale movimento (secondo me) si aggiunge al movimento in alto e in basso, e non va a scapito della velocità con cui il fotone (o la palla) si spostano dal punto in alto al punto in basso... che sempre di un secondo resta! Boh... :confused: :wtf:

è qui che sbagli, la velocità per definizione è sempre e comunque 300.000 km/s e, dato che velocità=spazio/tempo, se aumenta lo spazio ma la velocità rimane costante deve per forza aumentare anche il tempo...
questo ovviamente sempre riferito all'osservatore esterno, non per niente stiamo parlando di relatività...

[Venusiano]

Ok... capito! :D Bell'esempio! :razz: Ecco perché viaggiare fa rimanere più giovani rispetto a chi sta a casa! :awesome: