Nel 1905, un giovane impiegato dell’ufficio brevetti di Berna (Svizzera) pubblicò una serie di articoli, tre dei quali, a suo dire, confidandosi con gli amici, erano «rivoluzionari». La storia è nota: uno di questi tre articoli si intitola Sull’elettrodinamica dei corpi in movimento e, per tutti, segna la nascita della relatività ristretta.
La storia è più complessa, poiché dal 1895 Lorentz e Poincaré, fra gli altri, cercarono di risolvere le contraddizioni poste dai ripetuti insuccessi nel mettere in evidenza il moto della Terra nell’etere. La relatività ristretta fornirà una soluzione a questo problema.
Il principio di relatività -------------------------
L’idea di relatività si è formata nel corso dei secoli attraverso uno sviluppo che ha suscitato numerosi dibattiti sulla natura dei fenomeni. Prima del XXe secolo, spazio e tempo sono i protagonisti del principio di relatività. La prima nozione chiave è il moto degli oggetti. Aristotele considera il moto assoluto, il che implica l’esistenza di un osservatore privilegiato. Nel Medioevo, gli studiosi cercano di collegare il carattere assoluto dell’immobilità e del moto a un contesto sperimentale. Il concetto di relatività fu tuttavia veramente scoperto da Galileo Galilei (1564−1642), anch’egli sostenitore della teoria copernicana. Niccolò Copernico (1473−1543) aveva infatti cominciato a respingere l’idea di un sistema di riferimento assoluto. Ma Galileo si spinse ben oltre: affermò che il moto «vero» non esiste, «il moto è come nulla». Nessun esperimento condotto all’interno di un sistema meccanico potrà dunque rilevarne il moto. Era la relatività galileiana, alla quale si aggiunge il principio d’inerzia, secondo cui ogni corpo lasciato a sé stesso persiste nel proprio stato di moto e obbedisce alla legge di composizione delle velocità.
Occorre formalizzare questi principi mediante relazioni matematiche in cui interviene il tempo. Il concetto di tempo aveva attirato l’attenzione nell’antichità, ma fu la dinamica razionale di Newton a formalizzarlo come grandezza misurabile. Nel 1687 Isaac Newton, nei suoi Principia, mise in equazione il principio d’inerzia e, codificando le concezioni dello spazio e del tempo, pose i due principi fondamentali della sua meccanica. Il primo è quello dello spazio assoluto: esiste un sistema di assi privilegiato nello spazio euclideo rispetto al quale i moti possono essere qualificati come assoluti. Il secondo afferma analogamente l’esistenza di un tempo universale, in base al quale l’istante presente è lo stesso qualunque sia il moto dell’osservatore.