Postulati della relatività ristretta: spiegazione e funzione

In questo appunto approfondiremo i postulati (ovvero leggi senza dimostrazione, che prendiamo per buone e su cui si basano i modelli successivi) della relatività ristretta.
Quando questi postulati vengono raccontati, si fa riferimento sempre a sistemi di riferimento inerziali; è importante ricordare infatti che non tutti i sistemi di riferimento sono uguali, alcuni hanno certe proprietà, altri no.
Quindi, è necessario richiamare la definizione di sistema di riferimento inerziale.

Sistemi di riferimento inerziali

Un sistema di riferimento si dice inerziale se non è in moto o si muove di moto rettilineo uniforme. In altre parole, un sistema di riferimento inerziale è un sistema che non accelera, su cui pertanto non agiscono forze apparenti (o inerziali). Si pensi ad esempio ad un bus in movimento, a tutti di noi è capitato almeno una volta di trovarci in piedi su un bus e sentirci "tirare" in seguito ad accelerate o brusche frenate del bus, nonostante siamo seduti fissi su di esso.
In tal caso, il bus non è un sistema di riferimento inerziale, proprio perché accelera!
Vediamo come tali sistemi rientrano nei postulati della relatività ristretta.

Postulati della relatività ristretta

Einstein pubblicò la relatività ristretta, detta anche relatività speciale, al fine di superare le difficoltà incontrate nel rendere compatibili meccanica classica ed elettromagnetismo. La relatività ristretta si fonda su due postulati fondamentali: il principio di relatività e il principio di invarianza della velocità della luce, i quali mettono in evidenza le differenze che intercorrono tra i principi della meccanica classica e quelli su cui si fonda la relatività. I due postulati, inoltre, si propongono di superare l’inconciliabilità tra la meccanica newtoniana e la nuova fisica introdotta a partire dalla seconda metà del diciannovesimo secolo.

Primo postulato: principio di relatività

Il principio di relatività afferma che le leggi fisiche sono le stesse in tutti i sistemi di riferimento inerziali. Ne consegue l’impossibilità di individuare un sistema di riferimento privilegiato e, quindi, il fatto che non esiste l’etere.
In altre parole: se in un certo sistema di riferimento inerziale vale che non può esistere un altro sistema di riferimento in cui vale un'altra legge come ad esempio !

Secondo postulato: principio di invarianza della velocità della luce

Il principio di invarianza della velocità della luce sostiene invece che la velocità della luce nel vuoto (ovvero ) sia uguale in tutti i sistemi di riferimento inerziali. La conseguenza del principio di invarianza della velocità della luce è che non è possibile comporre la velocità della luce secondo la legge di composizione della velocità della meccanica classica. In altre parole, non esistono corpi più veloci della luce!