Velocità della luce: definizione, storia e ricerche

Essere più veloce della luce, è il sogno di tutti i super eroi, e non solo, ma quanto misura la velocità della luce? Ed è possibile superare tale limite? Sono domande che da secoli ci poniamo e man mano che gli studi proseguono, troviamo sempre nuove risposte. E’ quindi interessante interrogarsi su una grandezza che ci può sembrare in apparenza scontata e banale, perché se non fosse costante, molte cose potrebbero cambiare. Tra i tanti studiosi che hanno dedicato la propria vita, interamente o quasi, allo studio della velocità della luce, c’ anche il noto Albert Einstein.

Velocità della luce: definizione

La velocità della luce in fisica viene indicata con la lettera “c” perché ci si rifà al latino in cui tale grandezza si può definite “celeritas”. Per definizione è la velocità di propagazione di un’onda elettromagnetica e di una particella libera senza massa. Nel vuoto vale 299 792 458 metri al secondo.

Proprio la velocità della luce nel vuoto, secondo la teoria della relatività ristretta, è una costante fisica universale indipendente dal sistema di riferimento che decidiamo di adottare. Si tratterebbe quindi della velocità massima con cui una informazione qualsiasi è in grado di muoversi nell’universo, unendo le grandezze fisiche classiche di spazio e tempo nell’unica entità dello spaziotempo e rappresentando il fattore di conversione nella famosa equazione di equivalenza massa-energia.

Se passiamo alla teoria della relatività generale, la velocità della luce diventa quella prevista per le onde gravitazionali.

Costante o meno, e poi vedremo perché insinuare questo dubbio nei lettori, è dal 21 ottobre del 1983 che è stato stabilito che il valore della velocità della luce nel vuoto è un valore esatto, privo di errore, e fondamentale per la fisica, e non solo. Proprio a partire da questa costante “c” si va infatti a definire anche la lunghezza del metro nel Sistema Internazionale.

Velocità della luce: storia

Einstein non è certo il primo uomo che ha iniziato ad indagare questa grandezza, molti prima di lui lo hanno fatto, sviluppando teorie piuttosto “creative” o per lo meno che oggi così ci appaiono. Alcuni hanno infatti in passato ritenuto che la luce viaggiasse ad una velocità infinita. Abbiamo dovuto aspettare Galileo Galilei per ascoltare delle voci contrarie a questa teoria, dopo di lui molti altri si convinsero della sua tesi e proseguirono in tal senso aiutando la scienza ad arrivare alle conclusioni di cui oggi siamo certi, o quasi.

Dopo numerosi secoli e molte teorie, anni e anni di calcoli, si è arrivati a dire questa grandezza è la velocità massima che possa essere raggiunta in natura. Pare infatti, ad oggi, che niente e nessuno sarebbe in grado di superare la velocità della luce.

Velocità della luce: Einstein

Questo punto fermo è quello su cui si basa la teoria della relatività di Einstein. Fermo fino ad un certo punto, vedremo infatti che ci sono alcuni studiosi che lo stanno mettendo in dubbio. Torniamo però prima alla teoria della relatività di Albert Einstein per comprendere meglio i suoi contenuti e la sua importanza per l’umanità.

Einstein è stato in grado di sostenete che la velocità della luce non solo non era infinita ma che era addirittura possibile attribuirle un valore ben preciso, da ritenere costante. Lo abbiamo già citato ma, essendo un numero non banale da ricordare, ripetiamolo: 299.792.458 metri al secondo.

E’ chiaro che, se confrontata con le velocità con cui abbiamo a che fare tutti i giorni, è una velocità elevatissima. Nessuno e nulla sono in grado di superarla in alcun modo, secondo Einstein, per il seguente motivo. Secondo la teoria della relatività, quando un oggetto va ad aumentare la propria velocità, incrementa anche la propria massa.

Cosa comporta, questo? Che ogni volta che un oggetto accelera, diventa anche più pesante quindi serve maggiore energia per spostarlo ancora. Se così è, allora non risulta possibile che un oggetto raggiunga una velocità infinita. Si arriva infatti ad un momento in cui l’aumento di velocità comincerebbe a richiedere una quantità di energia esagerata, così grande da non poter essere reperita nell’universo. Non resta che accettare il fatto che la velocità della luce sia costante e limitata.

Velocità della luce: ricerche

Non per essere malfidenti, nella scienza è normale verificare e anche smentire le teorie sviluppate da colleghi predecessori ed è proprio ciò che hanno fatto due fisici pubblicando uno studio in cui si parla di velocità non costante, per la luce.

I due protagonisti di questa ipotetica rivoluzionaria scoperta sono Magueijo e Afshordi. Sulla rivista Physical Review D hanno fatto comparire le loro conclusioni che vanno contro quelle a cui era giunto Einstein. Questi fisici sostengono che la velocità della luce sia stata molto più elevata nelle fasi primordiali dell’Universo e che, in realtà, sia diminuita con il passare del tempo.

Non possiamo dire di avere tra le mani le prove di tutto ciò ma sono in corso tuttora delle ricerche per provare questa nuova tesi, misurando l’indice spettrale. Se la velocità della luce risultasse davvero non costante? Sarebbe una bella rivoluzione, e non solo nel mondo della fisica. Tutto il nostro universo e tutte le teorie sulla sua creazione dovrebbero essere modificate da cima a fondo. Si troverebbero nuove teorie, nuove domande, nuove frontiere per la ricerca.

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Pubblicato da Marta Abbà il 22 Febbraio 2019