Niente e nessuno può andare oltre la velocità della luce, che si calcola più o meno in 300mila chilometri al secondo, e la scienza ci spiega il motivo: approfondiamo insieme
Da sempre gli uomini hanno cercato di misurare, analizzare e spiegare tutto ciò che si presentava in natura, persino la luce. Il primo fu Galileo Galilei ad immaginare che la luce avesse una determinata velocità, quantificabile, ma non riuscì mai a rilevarla. Fu solo Olaf Romer, uno studioso danese suo allievo, a sfruttare le conoscenze di Galileo per misurare per la prima volta la luce. Per farlo si basò sulla durata delle eclissi dei satelliti di Giove, in particolare IO, scoperti proprio dallo scienziato italiano. Dal calcolo in ambito astronomico si passò ad osservazioni terrestri e da quel momento la misurazione della velocità della luce si perfezionò, arrivando ad essere sempre più precisa, fino all’ottenimento del valore oggi universalmente riconosciuto.
Fu Einstein, con la teoria della “Relatività Ristretta” a fornire una spiegazione teorica e a postulare che “la luce ha una velocità finita sempre uguale in tutti i sistemi di riferimento inerziali”. La luce ha, nel vuoto, una propagazione in linea retta pari a 299.792,458 metri al secondo ed è prassi utilizzare, semplificando, il valore approssimato di 300mila m/s. In fisica si indica con il simbolo c, iniziale del termine latino celeritas, che significa appunto velocità, e si considera la velocità di propagazione di un’onda elettromagnetica o di una particella libera senza massa. Viene indicata come una costante indipendente dal sistema di riferimento ed è considerata la velocità massima che si può raggiungere in tutto l’Universo.
La velocità della luce, c
La luce ha una velocità enorme se confrontata con le misure terrestri e risulta differente man mano che ci si allontana dalla Terra e si entra nello spazio. Si è calcolato che la distanza dal Sole è di circa 8 minuti alla velocità della luce, mentre ci vorrebbero 300 anni luce per raggiungere la stella polare e due milioni di anni luce per approdare su Andromeda, la galassia più prossima alla Terra. Con i postulati di Einstein sulla velocità relativistica della luce si evince una dilatazione dei tempi, vale a dire il tempo scorre più lentamente, e una diminuzione delle lunghezze. La massa invece tende ad aumentare esponenzialmente.
L’equazione einsteiniana ci spiega cosa accadrebbe in un ipotetico viaggio ad una maggiore velocità rispetto a quella della luce, confermandoci che è impossibile viaggiare ad una velocità superiore. In primo luogo il tempo rallenterebbe al nostro approssimarsi alla velocità della luce sino a fermarsi e se si arrivasse a superarla il tempo scorrerebbe all’indietro, tornando nel passato. Per quanto riguarda le lunghezze, esse si accorcerebbero sino ad annullarsi, e nel caso di superamento della velocità della luce si esprimerebbe un valore immaginario. In ultimo analizziamo l’equivalenza materiale tra massa ed energia, E=mc2.
Più veloci della luce, impossibile
Secondo la formula E=mc2, se un corpo assorbe una certa quantità di energia, la sua massa aumenta proporzionalmente all’energia utilizzata. Quindi se un corpo dovesse spostarsi superando la velocità della luce, la sua massa aumenterebbe talmente tanto da impedirne il movimento e l’accelerazione. In pratica l’energia sprigionata per muovere il corpo verrebbe a sua volta trasformata in materia, e quindi aumentando di fatto la sua massa in modo sempre maggiore sino ad essere impossibile da spostare ad una velocità superiore a quella della luce.