Lo spazio-tempo

Il diagramma spazio-tempo: il cono di luce e l’ordine degli eventi

In un diagramma spazio-tempo l’asse orizzontale è lo spazio e quello verticale il tempo, misurato in anni-luce e anni perché la luce viaggi a 45°. Un osservatore in moto ha i suoi assi inclinati: le sue linee di simultaneità non sono più orizzontali. Per alcune coppie di eventi l’ordine nel tempo cambia con l’osservatore, per altre no: lo decide il cono di luce.

Intervallo s² = (ct)² − x² —
Tipo di intervallo —
Istante di B per chi si muove —
Posizione di B per chi si muove —
ct′ = γ (ct − v x / c), x′ = γ (x − v t)
s² = (ct)² − x² uguale per tutti gli osservatori

Le linee a 45° sono i raggi di luce che partono dall’evento A: formano il cono di luce. Gli eventi dentro il cono superiore possono essere raggiunti da A con qualcosa più lento della luce; quelli fuori no. La trasformazione di Lorentz inclina gli assi dell’osservatore in moto verso la diagonale, simmetricamente.

La quantità s² = (ct)² − x² è la stessa per tutti. Se è positiva l’intervallo è di tipo tempo: B è nel cono di A, e tutti gli osservatori lo vedono dopo A. Se è negativa è di tipo spazio: per alcuni osservatori B viene dopo A, per altri prima, per uno sono simultanei. Con l’evento B numero 3 il sorpasso avviene a v = c/3.

Per questo due eventi di tipo spazio non possono essere causa ed effetto: nessun segnale li collega, e il loro ordine non è assoluto. La causalità resta salva: l’ordine degli eventi che possono influenzarsi, dentro il cono di luce, è lo stesso per tutti.

💎 Tutoring Premium

L’animazione mostra, la spiegazione fa capire

Percorsi personalizzati di Matematica e Fisica con un docente di ruolo: per capire il perché delle formule, non solo il come si applicano.

Prenota il colloquio gratuito Senza impegno · Posti limitati