1. Teoria della relatività speciale (1905)
La teoria della relatività speciale si occupa della relazione tra spazio, tempo e velocità costante o movimento uniforme. Fondamentalmente, presuppone che le leggi della fisica siano le stesse per tutti gli osservatori in movimento uniforme.
Concetti chiave:
- Invarianza delle leggi della fisica: Le leggi che descrivono il comportamento dell'universo sono le stesse per tutti gli osservatori in moto uniforme.
- Principio di relatività: Non esiste un sistema di riferimento assoluto e tutto il movimento è relativo.
- Dilatazione del tempo: Gli orologi in movimento funzionano più lentamente rispetto agli orologi fissi.
- Contrazione della lunghezza: Gli oggetti in movimento appaiono più corti rispetto alla loro lunghezza a riposo.
- Equivalenza massa-energia: La famosa equazione di Einstein, E=mc², mostra che l'energia (E) e la massa (m) sono intercambiabili e che anche piccole quantità di massa possono essere convertite in enormi quantità di energia.
2. Teoria generale della relatività (1915)
La teoria della relatività generale espande i principi della relatività ristretta introducendo la gravitazione, descrivendola come una curvatura dello spaziotempo causata dalla massa e dall'energia della materia.
Concetti chiave:
- Dilatazione del tempo gravitazionale: Più ci si avvicina a un oggetto massiccio (come un pianeta o una stella), più il tempo passa lentamente.
- Lente gravitazionale: La luce e altre onde elettromagnetiche possono piegarsi attorno a oggetti massicci.
- Movimento orbitale: Le orbite ellittiche dei pianeti attorno al Sole sono dovute alla curvatura dello spaziotempo causata dalla massa del Sole.
- Buchi neri: Se un oggetto massiccio diventa troppo compatto (come una stella massiccia alla fine della sua vita), crea una regione dello spaziotempo con un’attrazione gravitazionale così forte che nulla, nemmeno la luce, può sfuggire. Questa regione è conosciuta come un buco nero.
La relatività ha avuto profonde implicazioni in astronomia, cosmologia, ingegneria, sistemi GPS e nella nostra comprensione fondamentale della natura dello spazio, del tempo e della gravità.
