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Lo sprint Einstein-Poincaré LA STORIA DI DUE GENI CHE SI IGNORARONO A VICENDA Lo sprint Einstein-Poincaré NEL GIUGNO DI CENTO ANNI FA IL MATEMATICO FRANCESE PUBBLICO' UNATEORIA MOLTO SIMILE ALLA RELATIVITÀ RISTRETTA, ANTICIPANDO DI QUALCHE SETTIMANA IL GRANDE FISICO TEDESCO Francesco De Pretis L giugno 1905 probabilmente dal punto di vista scientifico è stato il mese più fecondo: il matematico francese-Jules Henri Poincaré presentava il 5 giugno all'Accademia dehe Scienze di Parigi una nota di quattro pagine, intitolata "Sur la dynamique de l'electron"; il 30 giugno un allora sconosciuto impiegato dell'ufficio brevetti di Rema di nome Albert Einstein, vedeva pubblicato sui prestigiosi "Annalen der Physiks" un articolo dal nome "Zur Elektrodynamik bewegter Kòrper". Con questi due scritti ebbero finalmente risposta gh interrogativi sorti più eh trent'anni prima, all'indomani dell'apparizione dell'opera di Maxwell, che avevano tolto il sonno a molti uomini di scienza. Nel 1873 il fisico scozzese James Clerk Maxwell, riassumendo gh studi compiuti durante tutto l'arco del XIX secolo, aveva esposto un modeho matematico - quattro celebri equazioni - che forniva una corretta spiegazione dehe interazioni elettromagnetiche fra corpi. Contrariamente aha concezione della meccanica newtoniana, queste equazioni però introducevano il concetto di invarianza rispetto al sistema di riferimento scelto, dal quale discendeva la costanza deha velocità deha luce per ogni possibile osservatore: un'affermazione non di poco conto, che faceva andare letteralmente in frantumi le fondamenta concettuah deha fisica classica, destando sgomento nel mondo scientifico del tempo. Maxweh stesso, conscio dello sconvolgimento epocale sollevato dal proprio lavoro, cercò subito una soluzione, rifacendosi al concetto di etere, un ipotetico mezzo imponderabile, elastico e trasparente che si supponeva riempire l'universo per poter così spiegare le modalità di trasmissione dehe onde elettro-magnetiche e l'interazione di forze a distanza. Conferme sperimentah sul! esistenza dell'etere però non arrivarono, anzi un famoso esperimento (1881-1887) dovuto ai fisici Michelson e Moriey riconobbe vahda l'assunzione di costanza deha velocità deha luce, che risultò non essere influenzata dal «vento dell'etere»: le conclusioni a cui erano pervenuti i due scienziati statunitensi scatenarono nuovi dibattiti e congetture. Per rendere ragione all'esperimento di Michelson-Morley, il fisico irlandese George Fitzgerald ipotizzò nel 1889 che le lunghezze di corpi che si muovessero a velocità prossima a quella deha luce, si dovessero accorciare. Hendrik Lorentz, geniale fisico olandese, arrivò nel 1892 aho stesso risultato, che prese il nome di contrazione di FitzgeraldLorentz. Continuando su questo filone di ricerca, un altro fisico irlandese, Joseph Larmor, e poi lo stesso Lorentz (1899), scrissero una serie di equazioni, oggi note come trasformazioni di Lorentz, che sostituivano le trasformazioni galileiane deha fisica classica: da esse risultava l'invarianza deha velocità deha luce per ogni sistema di riferimento possibile, ma anche - fatto del tutto rivoluzionario - uno sfasamento tem, porale fra due sistemi di riferi¬ mento in moto uno rispetto all'altro. Proprio partendo dal carattere non più assoluto del tempo, ecco inserirsi sulla scena la riflessione di Poincaré: un anno prima, veniva pubblicato "La mésure. du temps" (1898), uno scritto nel quale lo scienziato francese meditava sull'impossibilità deha simultaneità temporale di due eventi. Nel 1900, al Congresso di Parigi, Poincaré tenne la celebre "Conférence sur l'existence de l'éther", neha quale pose una sistematica e decisa critica al concetto di etere di Maxweh e nel 1904, aha conferenza di Saint-Luis (USA), propose un problema relativistico nuovamente legato al tempo,' oggi conosciuto come paradosso degh orologi. Profondo conoscitore deha fisica classica, Poincaré era convinto deha sostanziale veridicità del principio di relatività galileiana, cioè dell'impossibilità di dimostrare il moto assoluto. Così, nello scritto del 5 giugno 1905, partendo dall'impossibilità di dimostrare il moto assoluto, riprese le riflessioni di Lorentz e mostrò che le sue trasformazioni formavano un gruppo assieme con le rotazioni, da esse dedusse la contrazione dehe lunghezze e osservò -acutamente che anche la legge di gravitazione universale doveva essere ripensata se le onde gravitazionah si propagavano aha velocità della luce. Questo testo fu poi amphato da Poincaré e inviato ai "Rendi¬ conti del circolo matematico di Palermo" (23 lugho), un periodico siciliano di scienza, il cui direttore, amico di Poincaré, pubblicò lo scritto nel gennaio del 1906. Il 30 giugno 1905 apparve il testo di Einstein, il quale, partendo da due postulati iniziah (principio di relatività galileiana e invarianza deha velocità deha luce in ogni sistema di riferimento), desumeva le trasfonnazioni di Lorentz e perveniva ai medesimi risultati ottenuti da Poincaré: questo scritto ha l'indubbio pregio di grande una chiarezza e sempheità, e di completare coerentemente il quadro di fondazione deha nuova meccanica relativistica. Così pochi giorni fra due pub¬ blicazioni di tale portata storica potrebbero stupire ma la simultaneità neha storia deha scienza non è poi tanto rara: Newton e Leibniz elaborarono indipendentemente il calcolo infinitesimale verso la fine del XVII secolo, Bolyai, Gauss e Lobatcbevsky contribuirono aha nascita dehe geometrie non euchdee negh stessi anni del XIX secolo, ciascuno - almeno inizialmente - all'insaputa degh altri. Al di là di sterili polemiche sulla paternità deha Relatività ristretta (fu un mutuo concorso fra Lorentz, Poincaré ed Einstein), il nome di Einstein fa legato indissolubilmente aha teoria deha Relatività piuttosto per i lavori che il fisico tedesco produsse dopo (per essi fu decisivo l'incontro con Minkowski e l'italiano Ricci Curbastro); a lui va il merito - nel 1916 - di aver esteso la meccanica relativistica anche ai sistemi non inerziah e di aver compreso che sotto di essa vi è qualcosa di molto più complesso, un impianto teorico che si basa sulla geometria deho spazio e del tempo, una geometria dell'universo che Einstein individuò nel modeho di spazio curvo di Riemann. Nonostante sia Poincaré che Einstein fossero giunti ai medesimi risultati, la reazione di entrambi sfociò in una sorta di dignitosa indifferenza: il nome di Poincaré appare solo una volta negh scritti di Einstein, quello di Einstein mai nehe carte di Poincaré, che nel 1912 morì improvvisamente. Questa freddezza fra i padri deha Relatività ristretta ebbe però una infelice conclusione: Lorentz, amico di vecchia data di Poincaré, neha commissione scientifica per il Nobel del 1921, fece assegnare il prestigioso premio ad Einstein ma solo per lo scritto del 1905 legato aho studio sull'effetto foto-elettrico: un lavoro sì di grande importanza ma non rivoluzionario come la Relatività.