Stiamo facendo manutenzione.

Energia e materia

La fisica, lo studio della natura, la regina di tutte le scienze. Non poteva non avere un'area dedicata.
Martianbuddy
Messaggi: 176
Iscritto il: 05/11/2014, 15:03

Energia e materia

Messaggio da Martianbuddy » 06/08/2017, 22:14

Salve, vorrei capire una cosa: che correlazione c'è tra materia ed energia?
L'energia in che modo ha a che fare con la materia?
Non parlo di massa o energia potenziale, intendo capire se l'energia che si trasforma può dar vita alla materia.
La materia è una creazione o configurazione dell'energia?
Mi potete dire di più sull'energia e tutte le sue applicazioni grazie?
Vi prego solo risposte serie.
Martianbuddy
Messaggi: 176
Iscritto il: 05/11/2014, 15:03

Re: Energia e materia

Messaggio da Martianbuddy » 09/08/2017, 10:39

Rinnovo la richiesta nella speranza che aspie96, Francesco aliotta o qualche altro esperto di fisica risponda a questo mio quesito...

Avrei altre domande, sono davvero molto curioso sul tante cose, mi piacerebbe avere una discussione con te Francesco aliotta, se sei disponibile a rispondermi qui io ho tante domande per te... voglio capire...
Grazie.
francesco.aliotta
Messaggi: 812
Iscritto il: 09/07/2014, 16:33

Re: Energia e materia

Messaggio da francesco.aliotta » 09/08/2017, 18:50

Martianbuddy, la risposta rapida e' che non c'e' una vera differenza tra materia ed energia...anzi la relativita' dimostra l'equivalenza tra le due cose. Una miriade di esperimenti conferma il tutto. Credo che tu stia chiedendo una risposta piu' articolata. Se pazienti appena posso provo a scrivere qualcosa. Al momento sono in vacanza...ma io spendo le vacanze in barca a vela. Quindi...difficolta' a connettermi e quando sbarco ed ho rete da un telefonino non posso scrivere troppo!
Martianbuddy
Messaggi: 176
Iscritto il: 05/11/2014, 15:03

Re: Energia e materia

Messaggio da Martianbuddy » 10/08/2017, 13:26

Va benissimo Francesco, aspetto tutto il tempo necessario, anche perché ho così tante curiosità che è meglio fare un po' alla volta.
Cmq da ora in poi cercherò di essere presente sul forum, buona vacanza in barca a vela ;)

Ps: alla fine ho comprato e letto il libro che mi avevi consigliato di leggere, quello sul tempo e la sua misura, il libro ordine ritmo misura di Marcello Archetti ... bellissimo.
teoria del tutto
Messaggi: 1095
Iscritto il: 05/08/2015, 15:23

Re: Energia e materia

Messaggio da teoria del tutto » 25/08/2017, 18:18

Sono qua solo come spettatore. Io riducerei di parecchio le curiosità perché di questo passo non so se sarò ancora materia, probabilmente diventerò l'energia che farà muovere i vermi dopo che mi hanno mangiato.
francesco.aliotta
Messaggi: 812
Iscritto il: 09/07/2014, 16:33

Re: Energia e materia

Messaggio da francesco.aliotta » 28/08/2017, 9:44

Cerco di riprendere il discorso iniziato da Martianbuddy.
La risposta, come avevo già sinteticamente detto, è che le correlazioni tra materia ed energia sono fortissime. Tanto forti che i due concetti sfumano l’uno nell’altro divenendo totalmente equivalenti.
L’equivalenza fu posta in evidenza, come quasi tutti sanno, da Albert Einstein. E’ una conseguenza della Teoria della Relatività. All’inizio, probabilmente, non se ne rese conto nemmeno lui. Infatti, non compare nel suo articolo originale ma solo in un addendum pubblicato un paio di mesi più tardi.
Al solito, Einstein concepì l’idea a partire da un esperimento mentale.
Immaginò un oggetto (un oggetto qualsiasi della cui natura non ci interessa granché) in moto nello spazio. L’oggetto è considerato come elementare. Non ha componenti e tutta la sua energia è energia cinetica (quella che discende dal moto). Poi immaginò che, in un certo istante, durante il moto, il corpo emetta un lampo di luce. Poiché emettere un lampo di luce significa emettere energia e poiché l’energia deve conservarsi, ne dedusse che parte dell’energia cinetica iniziale (l’unica energia posseduta dal corpo) dovesse trasformarsi in energia luminosa. Di conseguenza l’energia cinetica del corpo deve diminuire.
Ti ricordo che l’energia cinetica di un corpo è data dalla quantità ½ m*v[sup]2[/sup], dove m è la massa del corpo e v è la sua velocità. Quindi dire che l’energia cinetica del corpo diminuisce significa dire una delle due cose: 1) la velocità del corpo diminuisce; 2) la massa del corpo diminuisce.
Poiché siamo portati a considerare la massa come una costante (una proprietà intrinseca del corpo) l’intuito ci farebbe dire che quella che diminuisce è la velocità. Ma, avendo già dimostrato l’inesistenza di un sistema di riferimento privilegiato (assoluto) Einstein si domandò: quale velocità diminuisce? O meglio, rispetto a cosa devo calcolare questa diminuzione di velocità?
Allora provò ad immaginare due osservatori, uno solidale con il corpo (praticamente seduto a cavalcioni su di esso) ed un altro in moto rettilineo uniforme rispetto al corpo. E provò a calcolare cosa misurerebbero i due osservatori se volessero misurare la variazione di energia del corpo conseguente all’emissione del fascio di luce. Ovviamente, si accorse che i due osservatori avrebbero prodotto risultati differenti. Ma questo non sarebbe sorprendente: la Relatività Speciale era già stata formulata!
Ma, dalla differenza tra i due risultati (con qualche calcolo algebrico sufficientemente semplice da poter essere compreso da chiunque voglia seguirne i passaggi) dedusse un risultato sorprendente. E’ vero che entrambi gli osservatori misurano una variazione di energia ma la diminuzione dell’energia cinetica non può essere associata ad una variazione della velocità (intuitivamente, l’osservatore a cavallo del corpo misura una velocità nulla fin da prima che venga emesso il lampo). Per cui la diminuzione di energia deve derivare da una diminuzione della massa. L’energia di un corpo a riposo non è nulla (come vorrebbe invece dirci la meccanica newtoniana). Se fosse nulla non potrebbe diminuire. Ma entrambi gli osservatori misurano una perdita di energia (la differenza tra le due misurazioni consiste nel valore dell’energia persa, ma entrambi misurano una perdita). Il risultato finale è quello ben noto: l’energia di un corpo a riposo può facilmente essere calcolata tramite la relazione E=m c[sup]2[/sup] dove m è la massa del corpo a riposo e c è la velocità della luce.
Poiché c è una costante, il fatto che l’energia diminuisca implica che la massa del corpo diminuisca. Se un corpo perde energia ciò vuol dire che sta perdendo massa. La conseguenza logica è che la massa non è altro che una forma di energia.
Sin qui tutto è logico ma si tratta solo di logica e quindi di teoria. E’ un’idea, articolata e matematicamente dimostrata rigorosamente, ma rimane una teoria. Occorre controllare, in maniera non ambigua, che nella realtà le cose avvengano esattamente come Einstein aveva predetto.
E’ passato più di un secolo e le conferme sperimentali sono innumerevoli, senza nemmeno un caso che ponga un benchè minimo dubbio sulla correttezza delle previsioni che discendono dalla teoria.
Non provo a descrivere esperimenti complicati con i super collider. Ci basta limitarci ad osservare il meccanismo attraverso il quale il Sole irraggia energia (come qualsiasi altra stella). Il sole contiene una quantità enorme di idrogeno. A quelle condizioni di pressione (e quindi di temperatura) due atomi di Idrogeno si combinano formando un atomo di deuterio. L’idrogeno è l’elemento più semplice: nel suo nucleo vi sono un solo protone ed un solo neutrone mentre c’è un solo elettrone che “orbita” intorno al nucleo (ho scritto “orbita” tra virgolette per evitare che qualcuno immagini che l’elettrone ruoti come un satellite intorno ad un pianeta…non potrebbe esserci analogia più scorretta!). Ma il processo non termina qui: il nucleo del deuterio reagirà con il nucleo di un altro idrogeno producendo [sup]3[/sup]He, un isotopo instabile dell’elio con tre neutroni nel nucleo. A loro volta due nuclei di [sup]3[/sup]He reagiranno producendo un nucleo stabile di elio, [sup]4[/sup]He, liberando nel processo i due protoni in eccesso. Rimangono ovviamente anche due elettroni liberi. Provo a riassumere sperando di riuscire a farmi seguire. Nel processo, devono fondersi quattro nuclei di idrogeno per produrre un nucleo di elio. Durante il processo, due protoni vengono convertiti in neutroni. C’è poi l’emissione di due fotoni, ognuno associato alla formazione dei due nuclei di [sup]3[/sup]He che vengono prodotti. I due elettroni liberi vengono rapidamente annichilati da due positroni prodotti durante la reazione inetrmedia. Questo processo di annichilazione causa l’emissione di altri quattro fotoni. Se ora uno prova a farsi un calcolo dettagliato di tutte le masse presenti prima che iniziasse la reazione e delle masse finali scopre una piccola discrepanza (in difetto). Però, se si calcola l’energia dei fotoni prodotti (che non possiedono massa) e si applica la formula E=m c[sup]2[/sup] si ottiene immediatamente che la massa mancante corrisponde esattamente all’energia dei fotoni emessi. Questa è una prova sperimentale inequivocabile. E come ti ho detto non è l’unica. Ce ne sono a bizzeffe!
E’ ovvio che ciò che ho raccontato sia abbastanza semplificato e che non ti metta in condizioni di comprendere tutto ne di fare calcoli. Posso solo assicurarti che per chiunque sia in grado di comprendere la teoria e i dettagli degli esperimenti non vi sono dubbi: l’equivalenza tra massa ed energia è un fatto!
teoria del tutto
Messaggi: 1095
Iscritto il: 05/08/2015, 15:23

Re: Energia e materia

Messaggio da teoria del tutto » 28/08/2017, 22:08

Sono d' accordo con quello che dici. Ma il mio eterno dubbio e' che vi e' un errore nel far tornare i conti, nel passaggio di una trasformazione al' altra io mi sto bruciando qualcosa di prezioso ossia il tempo e che ovviamente e' ritornato. Quindi e' questo che mi porta a pensare che sia solo il tempo e lo spazio a creare energia o materia che vogliate. Se io parlo di massa e tramite energia la posso trasferire io non avrei possibilità ne di creare e ne distruggere ma il fatto che esistiamo mi dice che esiste un energia temporale che continua a creare energia e quindi materia scorrendo nello spazio.
teoria del tutto
Messaggi: 1095
Iscritto il: 05/08/2015, 15:23

Re: Energia e materia

Messaggio da teoria del tutto » 28/08/2017, 22:30

Supponiamo di avere un punto e guardare a destra e poi a sinistra. Ora pensiamo di avere due punti e lanciarli in due parti opposte in uno spazio privo di tempo, io non sto creando ne materia ne energia ma un sacco di tempo,
teoria del tutto
Messaggi: 1095
Iscritto il: 05/08/2015, 15:23

Re: Energia e materia

Messaggio da teoria del tutto » 29/08/2017, 12:33

Dove quello delle molte domande?
Ne approfitto, io sono fuori dal'universo e probabilmente lo vedo quindi dei fotoni arrivano a me e quindi energia. Secondo la teoria dovrebbe spegnersi l'universo? E invece si è formato. Qualcosa nella fisica non mi torna
teoria del tutto
Messaggi: 1095
Iscritto il: 05/08/2015, 15:23

Re: Energia e materia

Messaggio da teoria del tutto » 01/09/2017, 12:19

Comunque grazie della spiegazione, trovare chi spiega semplicemente e' molto difficile.
Rispondi