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Si sa che la velocità della luce nel vuoto è costante e non si può superare, ma non ho mai capito il perchè.  So che bisogna avere delle conoscenze di fisica specifiche per poter comprendere appieno ciò, ma mi sono sempre chiesto se c'è una spiegazione che mi faccia apparire chiaro il perchè non sia possibile superare tale velocità. Ho provato a cercare ovunque ma niente, le spiegazioni che ho trovato o richiedevano laurea in fisica o presentavano una scarsa spiegazione scientifica che mi lasciava parecchi punti interrogativi. Sarei molto grato a chi riuscisse a darmi una spiegazione esauriente. Grazie. P.S.: Non so se ho postato il quesito nel posto giusto 
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Te lo puoi spiegare anche da solo, sulla base della formula (che è quella che correla l'energia fornita alla velocità acquistata) :
E(cin) = mc2(1/(1-v2/c2)1/2 -1)
Dove E(cin) sta per "energia cinetica" (del corpo qualsivoglia preso in considerazione).
Non penso sia difficile verificare di persona che quando
v=c
il risultato (l'energia necessaria ad arrivarci, dunque) è -da qui, non si scappa- INFINITO.
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lo scriveresti in maniera comprensibile anche per me? :-)
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monsee ha scritto:Te lo puoi spiegare anche da solo, sulla base della formula (che è quella che correla l'energia fornita alla velocità acquistata) :
E(cin) = mc2(1/(1-v2/c2)1/2 -1)
Dove E(cin) sta per "energia cinetica" (del corpo qualsivoglia preso in considerazione).
Non penso sia difficile verificare di persona che quando
v=c
il risultato (l'energia necessaria ad arrivarci, dunque) è -da qui, non si scappa- INFINITO. A parte il calcolo che dà infinito, E=mc^2 è l'equazione fisica sviluppata da Einstein che stabilisce una relazione tra l'energia e la massa, non metto di certo in dubbio la sua validità ;-), ma perchè è così? perchè non è E=mc^3 o E=mc^n o un altra equazione? Cos'è che fa si che c non possa essere uguale a 400mila km/s ma circa 300mila km/s? Quindi cos'è che stabilisce questa relazione e fa si che la velocità della luce non possa essere superata? Sembrerò un pò pignolo sull'argomento, ma non mi soddisfa il semplice calcolo dell'equazione. Comunque grazie per l'interesse.
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Nel caso di velocità relativistiche (cioè prossime alla velocità della luce) la formula "classica" della energia cinetica subisce le cosidette "trasformazioni di Lorentz" e diventa:  in cui u è la velocità di un corpo e c la velocità della luce. Se u tende a c, il denominatore tende a 0 e quindi l'energia cinetica tende all'infinito. Nel caso di u>c il radicando sarebbe negativo e quindi la radice quadrata non esisterebbe nel campo reale. Da qui si evince che non si potrà mai superare la velocità della luce ( neanche con la "curvatura 9" di Star Trek). Per capire appieno le trasformate di Lorentz ed avere le risposte alle altre tue domande, devi consultare un testo di fisica per il biennio universitario.
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Ok, mi documenterò sui testi di fisica.
Grazie della spiegazione e del consiglio.
Un'altra domanda epipactis, visto che sei così bravo ed esperto nelle materie scientifiche, è fisicamente possibile miniaturizzare di un corpo conservandone la massa? oppure non si è ancora riusciti, che io sappia, in tale intento per le insufficienti conoscenze in campo scientifico?
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In generale ed in teoria sì, ma aumenterebbe la densità con conseguenze talora gravi. Faccio alcuni esempi: se prendo un cubo di legno di 10 cm di lato , un tavolo lo regge benissimo. Se lo miniaturizzo a pochi mm o meno, la massa rimane invariata per ipotesi, ma la superficie di appoggio sarebbe bassissima e quindi la pressione sul tavolo altissima., col pericolo di rompere la superficie di appoggio. Un uomo miniaturizzato avrebbe subito gli arti inferiori spezzati perchè le strutture ossee diventerebbero debolissime rispetto alla densità del corpo. Ciò però non vale per i corpi celesti: una stella di neutroni derivante da una stella della massa e delle dimensioni del sole avrebbe un diametro di solamente alcune decine di km, quindi con una densità enorme. Viceversa le zampine che sorreggono perfettamente una formica, si spezzerebbero come fuscelli se decidessimo di ingrandire l'insetto. Questo perchè le dimensioni aumentano linearmente, le superfici aumentano al quadrato e i volumi e quindi le masse al cubo.
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Ci sarebbe comunque un limite alla miniaturizzazione giusto?
Quindi oggetti che presentano componenti meccaniche possono esser miniaturizzati conservandone la massa ma perderebbero la funzionalità, in poche parole si romperebbero.
Alcune stelle che "muoiono" diventano buchi neri, ho letto che sono estremamente densi la cui materia assume uno stato che non conosciamo e il cui campo gravitazionale è così intenso da generare una forza di attrazione da non lasciar sfuggire nemmeno la luce, ovviamente entro un certo raggio, pertanto la sua velocità di fuga dovrebbe essere superiore alla luce stessa.
Se ciò che ho detto è corretto credo che non sarà mai possibile sapere la loro esatta natura, non potendo avvicinarci e fare determinate analisi, o sbaglio?
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nckx83 ha scritto:
Se ciò che ho detto è corretto credo che non sarà mai possibile sapere la loro esatta natura, non potendo avvicinarci e fare determinate analisi, o sbaglio?
Il credo fondamentale della Scienza è la convinzione che quello che non conosciamo oggi potrà essere conosciuto in un futuro più o meno prossimo; non si mettono quindi limiti all'intelligenza umana. Se non possiamo avvicinarci ai buchi neri potremo mediante nuovi metodi di analisi studiarli e comprenderli meglio. Chi avrebbe immaginato 50 anni fa la possibilità di "scannerizzare" a fettine un corpo in maniera indolore mediante TAC ed RMN? Infine ti apro la finestra su un nuovo (e assolutamente fantastico) mondo: quello delle nanotecnologie. Non potendo miniaturizzare le macchine, come abbiamo già visto, possiamo (già addesso) costruire strutture assemblando atomi e quindi costuire ad esempio mini-motori a dimensioni di nanometri (un miliardesimo di metro)!. Cerca con un motore di ricerca il lemma "nanotecnologie" e scoprirai (ad esempio con Vikipedia) le prossime frontiere scientifiche........
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Per quanto riguarda la tua prima domanda, la velocità della luce è una costante (circa 299700km/s). La domanda "perchè proprio quella velocità" non ha senso: le costanti fisiche sono entità naturali, non fissate dall'uomo. E' l'uomo che le esprime in km, gradi, ecc. Casomai è lecito chiedersi perchè non si può superare. La formula postata da monsee (valida nell'ambito della relatività ristretta), spiega già tutto, ma non è di immediata comprensione. L'energia diventa infinita perchè la massa di un oggetto aumenta al crescere della velocità. Alle velocità raggiungibili dall'uomo, questo aumento è infinitesimo, ma cresce con la velocità nel rapporto di 1-(V^2/C^2), per cui a velocità prossime a quelle della luce la massa di un oggetto tende all'infinito, quindi per accelerarla ancora ci vorrebbe infinita energia. Nella seconda domanda fai un po di mix tra miniaturizzazione e compressione della materia. Per quel che ne sa la fisica moderna, la compressione della materia non ha limite (giustamente fai cenno ai buchi neri); la miniaturizzazione invece ha (probabilmente) un limite, ma la differenza principale sta nel fatto che il componente miniaturizzato non è una replica esatta del suo omologo più grande: pensa alle valvole, che si sono ridotte a transistors, poi a chips e ora di parla di computer quantici. Il componente cambia: è solo la funzione che rimane la stessa.
 Sono cosi avanti che quando guardo indietro vedo il futuro.
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Vedo che han già chiarito Epipactis  e Dead . Naturalmente, la risposta da ne fornita è quella data dalla cosiddetta Relatività Ristretta (o Relatività Speciale). L'ho data giacché m'è parsa chiara e di non difficile comprensione (a patto di voler far la "fatica" di verificarla andando a porre la quantità v uguale a c [la velocità della luce]). Sono persuaso, infatti che il "verificar da sé" sia la strada migliore, per capire le cose.
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[quote=epipactis]
......Il credo fondamentale della Scienza è la convinzione che quello che non conosciamo oggi potrà essere conosciuto in un futuro più o meno prossimo; non si mettono quindi limiti all'intelligenza umana. Se non possiamo avvicinarci ai buchi neri potremo mediante nuovi metodi di analisi studiarli e comprenderli meglio. Chi avrebbe immaginato 50 anni fa la possibilità di "scannerizzare" a fettine un corpo in maniera indolore mediante TAC ed RMN?
quote]
Sono d'accordissimo su ciò che hai detto.
Come dico sempre gli esempi calzano a 3/4, intendevo un'altra cosa.
Ok non ci sono limiti alla nostra intelligenza, però già adesso siamo in grado di riconoscere che in natura ci sono dei limiti , come quello della velocità della luce.
Quello che intendevo era se ciò che noi oggi riteniamo impossibile, come superare la velocità della luce o entrare in un buco nero, un giorno potremmo scoprire che non è così e che ci stiamo sbagliando? oppure ciò che ora riteniamo impossibile (e con impossibile intendo superare un limite naturale invalicabile) sarà impossibile anche in futuro?
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monsee ha scritto:Vedo che han già chiarito Epipactis e Dead . Naturalmente, la risposta da ne fornita è quella data dalla cosiddetta Relatività Ristretta (o Relatività Speciale). L'ho data giacché m'è parsa chiara e di non difficile comprensione (a patto di voler far la "fatica" di verificarla andando a porre la quantità v uguale a c [la velocità della luce]). Sono persuaso, infatti che il "verificar da sé" sia la strada migliore, per capire le cose. Si monsee, non è quello che non mi è chiaro, l'equazione l'ho capita.
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L'idea stessa di "superare la velocità della luce" è confusiva.
Come ha scritto giustamente Dead la "velocità della luce" è una costante (è "la" costante!), per cui che senso avrebbe puntare a "superarla"?
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nckx83 ha scritto:Si monsee, non è quello che non mi è chiaro, l'equazione l'ho capita. Ma allora, scusa, che cos'è che non t'è stato chiaro? Forse preferiresti una sorta di "filmino mentale"? Va beh, prova con questo... Diciamo che la velocità è "spazio fratto tempo". Diciamo che all'aumentare della velocità, il fattore "tempo", per così dir, "rallenta". Più vai veloce, per esempio e più lentamente invecchi: il tempo trascorre per te più lentamente. L'esempio è quel che è, ma mi auguro che -sino ad adesso- ci si trovi d'accordo. Diciamo che tu viaggi a una gran bella velocità. Ma non ti basta, e inizi a accelerare. A un certo punto, raggiunta una certa velocità (abbastanza prossima a quella della luce), il tempo tuo (e della tua astronave) risulterà sensibilmente più lento. Non per te stesso, sia ben chiaro, ma... laddove per te sarà trascorsa una mezz'oretta appena, per chi non viaggia in tua compagnia saran passati -ad occhio- tre millenni. Accelerando ancora -miracolosamente, giacché questo richiederebbe un'energia infinita- raggiungi la velocità della luce. Non l'hai superata, ma manca solo un pelo. Un solo altro istante e la supererai! Che bello! Però... Tutto si ferma lì, non acceleri più! Per tutte le tinozze di bacco! Oh, frustrazione! Che mai t'avrà bloccato? Quello che t'ha bloccato è che NON hai "un altro istante": il tempo, alla velocità della luce, è FERMO. Sicché non potrai mai superare il "limite" (che non è, poi, un vero limite: è una costante, come ha detto giustamente Dead) della velocità della luce. Cosa vieppiù seccante giacché, nel tentativo tuo, hai fatto ricorso a un'energia infinita (e la bolletta, stavolta, te la paghi tu!)
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Oh my God! Va beh che tutto è relativo, ma ... non era defunto già da un pezzo? E riappare pure nel fiore della sua giovinezza rispetto a questa immagine:  Polvere, quali leggi della Fisica, della Chimica ... dell' Informatica ... sono state applicate per ottenere quel bellissimo risultato e portare Albert qui da noi? :-)
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Polvere ... bellissimo !! Ciao.
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bella Polvere! ;-)
Sono cosi avanti che quando guardo indietro vedo il futuro.
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