Page 175 - Fisica per non fisici

Supponiamo di lanciare un muone a una velocità che è 99/100 di quella della
luce, cioè 297.000 chilometri al secondo. La vita media di un muone è di 2
milionesimi di secondo e quindi ci aspettiamo che, dal momento della «nascita» a
quello del decadimento, il muone percorra, in media:

297.000 Km/s⋅ 0,000002 s = circa 0,6 Km = 600 metri

Se facciamo l’esperimento, troviamo che il muone percorre invece circa 4 chilometri

e 200 metri. Come è possibile? Un tale percorso avrebbe richiesto una vita media
del muone circa 7 volte più lunga. Ma attenzione: se ripensiamo un momento alla
«fantascientifica» relatività del tempo, sono proprio 4,2 chilometri e non 600 metri
che ci dobbiamo aspettare poiché il muone, osservato nel nostro laboratorio, ha

effettivamente vissuto per un tempo sette volte più lungo e cioè circa 14 milionesimi
di secondo. Ce ne possiamo rendere conto utilizzando ancora una volta la (117)
ponendo V/c = 99/100. Ricaviamo così:

T/T’ ∼ 7 (118)

Verifiche del genere avvengono continuamente, nei laboratori di fisica. Questo per
dire che le previsioni della relatività sono in perfetto accordo con quello che si

osserva sperimentalmente. Altro che fantascienza!
Poi, seppure su scala ridotta, ci sono state verifiche a seguito di veri e propri
viaggi; come quello astronautico che abbiamo immaginato.
Se non ricordo male, il primo esperimento è stato eseguito nel 1971. Due orologi
atomici di grande precisione sono stati perfettamente sincronizzati in un laboratorio.

Successivamente uno dei due orologi è stato installato a bordo di un jet che ha fatto
due giri completi intorno al mondo. Quando poi i due orologi sono stati di nuovo
messi a confronto, si è osservato che per quello a bordo del jet il tempo era passato

più lentamente: di pochi miliardesimi di secondo soltanto, sufficienti comunque a
garantire la correttezza di quanto è previsto dalla Teoria della Relatività.

E=mc 2

Arriveremo adesso a formulare la famosa equazione

E = mc 2 (119)

che stabilisce l’equivalenza tra massa ed energia. Prima di fare questo, è opportuno
ricordare che abbiamo già esempi di come l’energia possa manifestarsi sotto diverse

forme.