Relatività speciale

2. Un fatto paradossale

di Gianluca Li Causi

Innanzi tutto ricordiamo che la luce non è istantanea: quando accendete i fari della macchina, la strada vi appare illuminarsi immediatamente solo perché i raggi di luce viaggiano a una velocità impressionante, quasi uguale a 300 mila km/s (pari a 1 miliardo di km/h), che vuol dire che in poco più di un secondo vanno dalla Terra alla Luna!

Ma quel che lasciò i fisici a bocca aperta all’inizio del ‘900 non fu l’enorme velocità della luce, che già si conosceva da tempo, quanto l’evidenza sperimentale che, per quanto ci muoviamo velocemente e in qualsiasi direzione, un raggio di luce va sempre, rispetto a noi, a questa velocità!

Se viaggiate su un missile e venite superati da un raggio di luce, la sua velocità rispetto a voi sarà sempre 300 mila km/s, sia che il vostro missile stia fermo, sia che corra a una velocità vicina a quella della luce.

Che per la luce non valga la sottrazione delle velocità lo dimostrò agli inizi del ‘900 un celebre esperimento fatto dai fisici Michelson e Morleyicona_linkesterno, i quali dimostrarono sperimentalmente che la velocità della luce non dipende dalla velocità dell’osservatore, cioè non è una velocità relativa, ma una velocità assoluta.

Quel che viene subito in mente è che forse ci siano stati degli errori nella misura, ma le misure di Michelson e Morley, come quelle di molti altri fisici dopo di loro, sono corrette e anzi hanno una precisione molto maggiore di quella che serve per evidenziare il fenomeno.

Quel che è successo, al contrario, è che abbiamo osservato un aspetto della natura che prima non conoscevamo e cioè che, mentre per velocità piccole come quelle dei nostri mezzi di trasporto la velocità di un oggetto visto da un altro è pari alla differenza tra le velocità dei due oggetti, per velocità molto grandi, come quelle della luce o delle particelle elementari, questo non accade e in particolare, un raggio di luce va sempre a 300 mila km/s rispetto a tutti.

È proprio la natura ad esser fatta così, diversamente da come ci appare nel quotidiano.

terra piattaE non è certo la prima volta che nella vita di tutti i giorni vediamo la realtà diversa da come è veramente, anzi in fisica capita molto spesso che l’esperienza ci metta di fronte a una realtà diversa da come ce la siamo sempre immaginata e che per questo ci resti difficile accettarla.

Per esempio, nel quotidiano la Terra sembra piatta, ma a un certo punto ci si accorse che era una sfera, ma non fu facile accettarlo perché se la Terra è tonda, com’è che non c’è nessuno che si senta “a testa in giù”!

Come la Terra è sferica, ma sulla scala di qualche centinaia di metri non si vede e un prato ci appare piatto, così nella realtà le velocità non sono grandezze additive, ma sulla scala delle velocità quotidiane si comportano some se lo fossero.

E come la sfericità della Terra cambiò la concezione del mondo, così scoprire che esista una velocità assoluta, contro un’esperienza quotidiana fatta di velocità relative, ha stravolto la fisica e quel che ha fatto Albert Einstein è spiegare come ciò sia possibile, cambiando ancora più radicalmente la nostra concezione del mondo.

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