Un sottomarino alla velocità della luce

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La soluzione del paradosso potrebbe essere applicata anche alla termodinamica dei buchi neri

 

 

  
La teoria della relatività si avvicina al suo centesimo compleanno, eppure presenta ancora molti enigmi. Sul numero di luglio della rivista "Physical Review D", un ricercatore offre la prima soluzione completa di un paradosso relativistico che da tempo affascinava gli scienziati. Un sottomarino che si muove quasi alla velocità della luce dovrebbe sembrare un po' più corto e denso agli osservatori sulla terra, e dunque dovrebbe affondare. Ma i marinai a bordo dovrebbero vedere l'acqua più densa, e quindi dal loro punto di vista il sottomarino dovrebbe galleggiare. Gli esperti di relatività sapevano già che la soluzione risiede nello speciale comportamento della gravità in un sistema di riferimento che si muove velocemente, ma nessuno finora aveva risolto il problema nei dettagli. I risultati potrebbero anche aiutare a comprendere meglio qualcosa che Einstein non aveva previsto: la termodinamica dei buchi neri.
Il paradosso era stato risolto da James Supplee nel 1989 usando la forma limitata della teoria, nota come relatività speciale. Pur contenendo molte approssimazioni, la sua soluzione conteneva molte idee interessanti e concludeva che il sottomarino comunque fosse spinto verso il basso. Ora, George Matsas dell'Università statale di São Paulo in Brasile, ha risolto matematicamente il problema usando la teoria più completa, nota come relatività generale. Secondo la sua interpretazione, gli oggetti che si muovono rapidamente trasportano energia extra, ma anche i campi che si muovono rapidamente guadagnano energia extra. Questo campo maggiormente energetico spinge in giù il sottomarino con più forza di quanto farebbe un campo a riposo rispetto al sottomarino stesso.
Secondo Matsas, la soluzione potrebbe essere applicata anche ai buchi neri. La seconda legge della termodinamica richiede infatti che i buchi neri emettano un tipo di radiazione detta di Hawking, che può esercitare una sorta di "forza galleggiante" sulla materia vicina. Secondo la teoria di Matsas, dunque, un corpo che orbita rapidamente attorno un buco nero dovrebbe "galleggiare di meno".
 


George E. A. Matsas, Relativistic Archimedes law for Fast Moving Bodies and the General-relativistic Resolution of the "Submarine Paradox". Phys. Rev. D 68, 027701

 

  

Data: agosto 2003

Autore:

Fonte:  Le Scienze S.p.A.

 

 

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