Postulati di Einstein e dilatazione dei tempi: i due postulati della relatività ristretta, relatività della simultaneità, tempo proprio, dilatazione dei tempi (Δt=γΔt₀), evidenze sperimentali (muoni)

I due postulati

La relatività ristretta nasce nel 1905 dalle contraddizioni tra meccanica classica ed elettromagnetismo, dopo l'esperimento di Michelson-Morley (1887) che non rilevò l'etere luminifero. Einstein assume due postulati: le leggi fisiche hanno la stessa forma in tutti i sistemi inerziali; la velocità della luce nel vuoto $c = 3 \times 10^8 \text{ m/s}$ è la stessa per ogni osservatore inerziale. Le velocità non si sommano più semplicemente.

Simultaneità e dilatazione

La simultaneità è relativa: eventi simultanei in un sistema non lo sono in un altro in moto. Nell'orologio a luce il percorso del fotone appare più lungo, quindi passa più tempo. Vale $\Delta t = \gamma \Delta t_0$ con $\gamma = \frac{1}{\sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}} \geq 1.$ Il tempo proprio $\Delta t_0$ è il più breve, misurato da chi è solidale con gli eventi; $\Delta t$ è il tempo dilatato.

Evidenza sperimentale

• I muoni hanno $\Delta t_0 = 2,2 \times 10^{-6}\text{ s}$ e a $0,99c$ vivrebbero circa $660$ m.
• Per noi il loro tempo è dilatato di $\gamma \approx 7,1$, quindi raggiungono il suolo.