Spazio

11 marzo 2017, 8 maggio 2017
MB


Lo spazio ordinario ha tre dimensioni: Lunghezza (x), larghezza (y) e altezza (z):

 

-          In  uno spazio a una dimensione si misura la grandezza detta lunghezza;

-          In uno spazio a due dimensioni si misura la grandezza detta superficie (area);

-          In uno spazio a tre dimensioni di misura la grandezza detta volume.

 

La lunghezza si miura in metri, l’area in metri quadri ed il volume in metri cubi.

Un litro di acqua distillata a 4°C occupa un volume di un decimetro cubo e pesa un Kg.

Osserviamo gli eventi manifestarsi nello spazio.

Per orientarsi nello spazio si utilizza un sistema di riferimento (detto Cartesiano) costituito da tre rette graduate mutuamente perpendicolari. La posizione di un punto viene identificata con una terna ordinata di numeri che rappresentano le proiezioni ortogonali del punto sugli assi di riferimento. Si possono utilizzare anche sistemi di riferimento polari e cilindrici. In genere si usa il sistema di riferimento più comodo al caso specifico.

Per descrivere lo spazio ordinario utilizziamo la geometria euclidea che resta valida per estensioni di spazio limitate che si posso considerare piane (a curvatura nulla).

Lo spazio, in assenza di materia, è omogeneo ed isotropo:

 

Spazio Omogeneo

Non esistono posizioni privilegiate

Tutte le posizioni sono equiprobabili

Spazio isotropo

Non esistono direzioni privilegiate

Tutte le direzioni sono equiprobabili

 

Ne segue che lo spazio, in sé, non è causa. Gli eventi non si manifestano perché ci troviamo in un certo posto ma perché sussistono le cause che li determinano. Dalla omogeneità ed isotropia dello spazio discendono la conservazione della quantità di moto e del momento angolare. La conservazione dell’energia, invece, discende dalla omogeneità del tempo.

Lo spazio è quella dimensione che impedisce agli oggetti ordinali di compenetrarsi. Lo spazio, quindi, introduce un ordine nell’Universo (ordine spaziale). Tutte le relazioni spaziali sono relazioni d’ordine (“stare a destra di…”, “stare sopra di…”, ecc.)

Il tempo è quella dimensione che impedisce agli stati degli oggetti ordinali di sovrapporsi. Anche il tempo introduce un ordine nell’Universo. Anche le relazioni temporali sono relazioni d’ordine (“venire prima di…”, venire dopo di…”)

Esiste quindi un ordine spaziale-temporale.

Se estendiamo lo spazio oltre certi limiti, per esempio se tentiamo di misurare ampie superfici della superficie terrestre, la approssimazione di curvatura nulla non è più valida e la geometria euclidea non è più applicabile. A tale scopo sono state sviluppate le geometrie non euclidee (che Kant riteneva impossibili).

Lo spazio fisico vicino, dove viviamo e ci spostiamo a velocità molto più bassa della velocità della luce, può essere descritto in tre dimensioni utilizzando la geometria euclidea. Quando la curvatura non è trascurabile o la velocità è prossima a quella della luce o in prossimità di grandi masse è necessario “cambiare modello” ed adottare il modello relativistico (Einstein).
Lo spazio fisico è il vuoto che ci circonda riempito di materia e campi che percepiamo con i nostri sensi (più tutto quello che non percepiamo).

Teoria degli Insiemi: Per la Teoria degli Insiemi uno “spazio” è una particolare struttura. Per esempio la “spazio vettoriale lineare”.

Spazio ultima frontiera: incipit di Star Trek...