Sono già crollate due grandezze tradizionalmente considerate immutabili dalla fisica classica: lunghezza e tempo. Ora vedremo come Einstein fece cadere anche un'altra testa illustre: quella dell'immutabilità della massa. E non é cosa da poco, perché tra l'altro massa significa anche quantità di materia, e tutta la chimica moderna, abbandonati i sogni degli alchimisti, si basava sul celebre PRINCIPIO DI LAVOISIER: « In natura, nulla si crea e nulla si distrugge ». Insomma, non si può produrre un quintale di acciaio se non partendo da un'uguale quantità di ferro e di carbonio. Nessuno avrebbe dato credito all'idea che un uomo di 90 Kg possa aumentare a 150 Kg senza una scorpacciata di 60 Kg di dolci; ora vedremo invece che ciò é possibilissimo.
Consideriamo un'automobile che si muove a velocità w verso un muretto (nella figura qui sopra essa è vista dall'alto): se essa procede lentamente, toccando il muro, si fermerà senza scalfirlo; se la sua velocità, però, é elevata, possiede un impulso (m v) molto elevato e sfonda il muretto. Rimanendo incastrata in esso, vi trasferisce tutta la propria quantità di moto. Supponiamo ora che un elettrone passi, a velocità v, prossima a quella della luce, parallelamente al muretto. Per la contrazione dei tempi, esso vedrà l'automobile muoversi lentissima verso il muretto, eppure sfondarlo, come se si potesse far crollare il muro di casa solo appoggiandovi la mano.
Per spiegare l'incongruenza (che una bassa velocità w' possa imprimere un'altissima quantità di moto), bisogna ammettere che, mentre la velocità si é notevolmente ridotta, la sua massa sia notevolmente aumentata. L'impulso della forza é sempre lo stesso, quindi:
m w = m' w'
ma:
quindi:
Il risultato ottenuto é importantissimo: con il crescere delle velocità, cresce anche la massa del corpo (MASSA INERZIALE). Non va confuso l'aumento relativistico della massa con l'impulso medesimo, cioè non si deve credere che un corpo che cade da un metro faccia meno danno di uno che cade da dieci perché va meno veloce e la sua massa é minore: a velocità così bassa rispetto ai 300.000 Km/s della luce, la massa é praticamente la stessa che a corpo fermo. Se una persona di 90 Kg di peso si trova sul treno di Einstein, la sua massa risulta di:
Come annunciato, un uomo di 90 Kg può aumentare di colpo dei due terzi del suo peso: basta che salga sul treno di Einstein...
Anche l'aumento relativistico della massa non é cosa che interessi solo gli scrittori di fantascienza. Di essa devono quotidianamente tener conto coloro che progettano acceleratori di particelle e sistemi di confinamento per plasmi, in quanto alle velocità cui le particelle si muovono in tali apparecchiature le variazioni di massa non sono solo apprezzabili, ma anzi piuttosto consistenti! Per conoscere nei dettagli le conseguenze strabilianti della (4.1), vi invito a passare al paragrafo 4.2.
