Relatività

Science

• Dopo Einstein: la ricerca della prossima teoria della gravità Perché la gravità di Einstein e la fisica quantistica non possono avere ragione entrambe fino in fondo? Esplora dove si scontrano, le idee rivali che potrebbero unirle, dalle stringhe ai loop fino a uno spazio cucito dall'entanglement, se un buco nero distrugga l'informazione e una sfida a Einstein alla scala delle galassie. Gran parte di tutto questo è ancora aperta, quindi invece di ricevere una risposta che nessuno ha ancora, valuti i candidati alla luce delle prove, compresi gli esperimenti che hanno già escluso alcune idee.
• La gravità curva lo spazio e il tempo: relatività generale Perché gli astronauti fluttuano se lassù la gravità è forte quasi quanto a terra? Segui Einstein da un ascensore in caduta libera fino alla gravità come spaziotempo curvo, dove una mela cade soprattutto perché il tempo scorre più lentamente vicino al suolo. Poi scopri come l'idea è stata messa alla prova: la luce delle stelle deviata durante l'eclissi del 1919, la correzione degli orologi che fa funzionare il GPS, le increspature dello spaziotempo e una stella che sfreccia accanto al buco nero al centro della nostra galassia.
• Lo spaziotempo da vicino: la geometria dietro la relatività Se non è lo scossone dell'inversione di marcia, perché la viaggiatrice spaziale torna a casa più giovane del suo gemello? Disegna lo spazio e il tempo su carta a quadretti e la risposta emerge dal disegno, insieme a «adesso» inclinati e all'unica lettura dell'orologio su cui concordano tutti gli osservatori, senza niente di più difficile dell'aritmetica elementare. Poi scopri perché sono le maree, e non la caduta, il vero segno dello spaziotempo curvo, esprimi l'equazione di Einstein a parole semplici e incontra orizzonti senza alcun buco nero in vista, da quello dietro un razzo che accelera a un orizzonte per il suono in una vasca d'acqua che scorre.
• Il tempo si dilata: relatività ristretta ed E = mc² Perché un astronauta torna dalla stazione spaziale qualche millesimo di secondo più giovane di tutti quelli rimasti a terra? Parti da un fatto sorprendente, cioè che la luce passa accanto a tutti alla stessa velocità, e scopri perché gli orologi in movimento rallentano, perché gli oggetti in movimento si accorciano, perché nulla può essere spinto fino alla velocità della luce e che cosa dice E = mc² sulla luce del Sole, sull'energia nucleare e sul peso del tuo stesso corpo. Poi ritrova la relatività dove meno te l'aspetti: nell'attrazione di una calamita e nel colore dell'oro.
• Viaggi nel tempo, freccia del tempo e i limiti di Einstein Qualcuno potrà mai visitare il passato? Le equazioni di Einstein ammettono anelli temporali sulla carta: valuta quindi il paradosso del nonno, i wormhole e le vie d'uscita proposte, chiediti perché il tempo scorre solo in avanti quando quasi ogni legge della fisica funziona altrettanto bene all'indietro, e scopri dove la teoria stessa si arrende, un tema in gran parte ancora dibattuto oggi. Lungo la strada, incontra l'impiegato dell'ufficio brevetti che ricostruì lo spazio e il tempo, e tre previsioni della sua stessa teoria di cui dubitava.