Lo spostamento di Doppler delle onde sonore: concetti e applicazioni
Quando ti proponi di esplorare il viaggio dei gemelli nello spazio, ti ritrovi a osservare uno straordinario esempio di dilatazione del tempo, un fenomeno stupefacente della Teoria della Relatività di Einstein. Immagina di essere John, in viaggio spaziale per 12 ore a distanza e 12 ore di ritorno, mentre Hunter rimane sulla Terra ad attenderti.
Durante il viaggio di andata, quando invii il segnale radio ogni ora, il fenomeno del dilatazione temporale relativistica causa che Hunter riceva i tuoi segnali con un intervallo di tempo doppio rispetto a quello da te trasmesso. Ecco quindi che, quando il tuo orologio segna “1 ora”, Hunter riceve questo segnale quando il suo orologio è arrivato a “2 ore”. Ogni segnale da te inviato corrisponde a un intervallo di tempo doppio per Hunter, così quando il tuo orologio segna “12 ore”, avrai inviato 12 segnali, ma Hunter avrà ricevuto 12 segnali distanziati da 24 ore. Ecco un’interessante conseguenza del viaggio nello spazio: il tempo non è più uguale per tutti, ma si dilata in relazione alla velocità e alla distanza percorsa.
Durante il viaggio di ritorno, invece, il fenomeno del Doppler shift fa sì che Hunter osservi la frequenza del segnale raddoppiata rispetto al valore di partenza, quindi riceve i tuoi segnali ad intervalli di tempo dimezzati. Così, al termine del viaggio di ritorno, avrai inviato 12 segnali, ma Hunter avrà ricevuto 12 segnali distanziati da 30 minuti, totalizzando 6 ore trascorse per lui. In questo modo, la Teoria della Relatività di Einstein ci mostra come, in situazioni estreme come i viaggi nello spazio ad altissime velocità, il tempo non sia più un concetto assoluto, ma sia influenzato dalla velocità e dalla gravità.
Nonostante John abbia percorso 24 ore di viaggio (12 12), Hunter, restato sulla Terra, ha vissuto 30 ore (24 6). Questa rappresentazione del paradosso dei gemelli ci mostra come la dilatazione del tempo possa portare a differenze significative nell’esperienza temporale di due individui. Einstein ci ha veramente aperto una porta verso nuove prospettive sulla natura del tempo e dello spazio.