Avete mai sentito parlare del paradosso dei gemelli e del perché si chiama così?
Nel 1905, Albert Einstein introdusse la teoria della relatività ristretta (anche detta relatività speciale): un ampliamento e una correzione, attraverso due postulati, delle leggi di relatività Galileiane.
Attenzione a non confonderla con la relatività generale, teoria elaborata 10 anni dopo ed ancora più generale.
Dai due postulati introdotti dal mitico scienziato si arriva a capire che, nell’universo descritto attraverso la relatività speciale, le misure di intervalli di tempo e di lunghezze effettuate da osservatori inerziali non corrispondono necessariamente fra loro, dando luogo a fenomeni come la dilatazione del tempo e la contrazione delle lunghezze.
Dilatazione del tempo e contrazione delle lunghezze furono rese formule dal fisico Lorentz e sono note a tutti come le “trasformazioni di Lorentz”.
Ma cosa c’entra in tutto ciò il paradosso dei gemelli?
Al senso comune, questi concetti possono risultare come qualcosa di paradossale, qualcosa di assurdo: per questo all’esperimento ideale che vede come soggetti due gemelli si dà questo nome.
Un gemello parte per un viaggio andata-ritorno interstellare mentre l’altro rimane comodo comodo a casa sua. Assumendo che il viaggio interstellare possa essere compiuto a velocità prossime a quelle della luce, quindi velocità prossime ai 300.000 chilometri al secondo, la teoria prevede che, al ritorno sulla terra, il gemello “interstellare” sia invecchiato meno di quello “comodo a casa”.
Dunque perché alla fine del viaggio c’è una differenza tra i tempi misurati dai due gemelli? La soluzione è molto semplice ma allo stesso tempo strana da capire per la mente umana, che si è sempre e solo basata sulla relatività introdotta da Galilei: in relatività ristretta non esiste più il concetto di simultaneità.
Non è possibile dire chi tra i due gemelli sia più vecchio se non indichiamo un sistema inerziale a cui far riferimento. Ogni sistema di riferimento (nel nostro caso consideriamo i sistemi di riferimento definiti dalle coppie terra-gemello comodo e astronave-gemello interstellare) considererà sincroni punti dello spazio-tempo differenti.