Relatività per tutti. Come e perché lo spazio-tempo è curvo

Indice

Prefazione

I. Luce, materia ed energia
Fasci di luce - Il primo principio della relatività ristretta: nel moto rettilineo uniforme, la velocità è relativa - Misurare la velocità della luce - Il secondo principio della relatività ristretta: la velocità della luce è assoluta - Più veloce della luce? - Teoria e pratica - La massa e l'inerzia - L'inerzia e il peso: prime considerazioni - L'energia - La massa e l'energia cinetica - La massa a riposo e l'energia cinetica - L'inerzia dell'energia allo stato puro - Massa uguale energia uguale massa - Per trasportare l'informazione occorre energia

II. Luce, tempo, massa e lunghezza
La luce e il tempo - Il fattore gamma - Qual è l'orologio più lento? - La luce, il tempo e la lunghezza - Nello stesso istante? - Esistono le macchine del tempo? - Il tempo e la massa - La composizione della velocità

III. La luce, l'elettricità e il magnetismo
Le cariche elettriche e la velocità - Le cariche elettriche e i magneti - Campi elettrici e campi magnetici - La generazione di un campo magnetico da parte di una corrente elettrica

IV. L'accelerazione e l'inerzia
Il moto rotatorio: il paradosso dei gemelli I - Il moto rotatorio: nulla a che vedere con la geometria studiata a scuola - Il moto rettilineo e l'accelerazione - Il tempo proprio e l'inerzia: il paradosso dei gemelli II - Stato inerziale, accelerazione e tempo proprio

V. L'inerzia e la gravità
La gravità non è una forza - La gravità deforma lo spazio e il tempo - Misurare la curvatura dello spazio-tempo

VI. Il principio di equivalenza in azione
Il tempo e la gravità - Il tempo proprio nello spazio-tempo curvo: il paradosso dei gemelli III - Il moto rettilineo in uno spazio-tempo curvo - L'effetto della gravità intorno a una sfera perfetta - L'effetto della gravità sulla massa - L'effetto della gravità sulla luce - Un primo sguardo ai buchi neri - Il principio di equivalenza in sintesi

VII. Come la massa crea la gravità
La gravità in una nube solitaria - L'equazione di Einstein - Entra in scena la pressione - Entra in scena la velocità - Entrano in scena le masse esterne - Spazio-tempo locale e spazio-tempo globale - Lo spazio-tempo curvo e i tensori - Come risolvere l'equazione di Einstein

VIII. La soluzione dell'equazione di campo di Einstein
Dalla gravità derivano le leggi del moto - La gravità all'interno di una massa sferica perfetta - Uno spazio-tempo piatto in una sfera cava - La gravità all'esterno di una massa sferica perfetta - La soluzione esatta di Schwarzschild - La legge della gravitazione di Newton

IX. La relatività generale all'opera
I buchi neri - La deflessione della luce: gravità per campi gravitazionali deboli I - Le leggi di Keplero - Le orbite dei pianeti ruotano: gravità per campi gravitazionali deboli II - Campi gravitazionali intensi in prossimità dei buchi neri - Le onde gravitazionali - Dov'è finita l'energia gravitazionale? - Il Big Bang - La gravità e l'energia del vuoto

Epilogo

Appendice
Alcun parametri importanti - Qualche dettaglio sull'inerzia dell'energia allo stato puro - La relatività a basse velocità - L'incremento della massa e la composizione delle velocità - L'equazione della gravità di Einstein in forma tensoriale

Indice analitico