Spazio

4 fenomeni più veloci della luce

Come stabilito dalla Teoria della Relatività di Einstein, la velocità della luce è la massima possibile nel nostro universo. Ci sono però alcuni fenomeni che sembrano non rispettare la regola: possiamo farci ispirare per viaggiare tra le stelle?

Nelle leggi dell'universo c'è scritto che nulla viaggia più veloce della luce. Ma, come scrive uno che di leggi fisiche se ne intende, Michio Kaku, è possibile aggirare questo limite in 4 modi diversi.

Senza superare la velocità della luce, per l'uomo sarà praticamente impossibile raggiungere altri sistemi planetari. Proviamo quindi a trovare in questi quattro fenomeni almeno un buon candidato, se c'è, per trasportarci fino alle stelle.

Il telescopio dell'ESO Yepun utilizza un raggio laser per misurare la distorsione della luce causata
Il telescopio dell'ESO Yepun utilizza un raggio laser per misurare la distorsione della luce causata dal riverbero atmosferico. Quando il telescopio ruota, il fascio di luce si sposta molto velocemente da un angolo di universo all'altro. Le foto dell'osservatorio di Paranal e del Very Large Telescope © ESO/B. Tafreshi

Laser. Immaginate di accendere un potente puntatore laser rivolto verso la Luna. La luce, viaggiando a circa 300'000 km/s, raggiunge il nostro satellite (lontano quasi 400'000 km) in poco più di un secondo. Perciò, muovendo il puntatore, il bollino rosso del laser si sposterà sulla superficie della Luna con un secondo abbondante di ritardo. Se però inclinate rapidamente il puntatore, il bollino rosso si sposterà da una parte all'altra della Luna nello stesso intervallo di tempo, perciò, in definitiva, più veloce della luce.

Questo è possibile perché il bollino rosso non trasporta alcuna informazione con sé. La vera informazione, ovvero la luce del puntatore, non si muove sulla superficie lunare, ma viaggia dalla Terra alla Luna. Quindi, anche se il bollino si muove oltre i 299.792,458 km/s della luce, questo fenomeno non può trasportare nulla di utile, men che meno noi.

Niels Bohr e Albert Einstein, due padri della teoria dei quanti. Fu in una delle loro discussioni sul significato fisico della meccanica quantistica che Einstein pronunciò la nota frase: “Dio non gioca a dadi”. © Wikimedia Commons

Entanglement. Secondo la comprovata teoria dei quanti, quando due elettroni appaiono nello stesso istante, possono vibrare all'unisono. Fra i due nasce una correlazione che rimane anche se li separiamo. Einstein era convinto che la meccanica quantistica fosse sbagliata, perché questo fenomeno implica che gli elettroni "conoscano" lo stato del compagno istantaneamente, più velocemente della luce.

È come se due gemelli mettessero ogni giorno, casualmente, uno le mutande rosse e l'altro le mutande blu. Sbirciando le mutande di uno dei due potrei istantaneamente dedurre che l'altro gemello sta portando le mutande dell'altro colore, anche se si trovasse su un altro pianeta. Ma per quanto questa correlazione sia interessante, non ci permette di cambiare le mutande di uno per mandare un messaggio istantaneo all'altro.

La galassia a spirale M100.
La galassia a spirale M100. © Nasa / Hubble

Inflazione. A differenza dei bollini rossi e delle mutande blu, gli oggetti hanno un grosso vincolo che impedisce loro di superare la velocità della luce: se la materia viene accelerata fino al limite di velocità, la sua massa diventa infinita e quindi non può essere accelerata oltre. Ma alcune galassie, fatte ovviamente di materia, si stanno allontanando da noi a velocità superiori a quelle della luce! Ma non fatevi prendere dall'entusiasmo: c'è il trucco, si lasciano trasportare.

Immaginate di essere su una barca a motore che va al massimo a 50 km/h. Rispetto alla terraferma potrete però muovervi anche più velocemente, sfruttando le correnti marine o navigando su un fiume. Allo stesso modo, non sono le galassie a muoversi nello Spazio a velocità superluminali, ma è lo spazio-tempo stesso che, espandendosi, trascina con sé le galassie. Secondo la relatività, nulla viaggia più veloce della luce nello spazio: detto ciò, nulla impedisce allo Spazio di espandersi alla velocità che più gli piace.

Se fossimo su un'astronave che viaggia alla velocità della luce, cosa vedremmo?.

Warp drive. Usando il principio del non-muoversi nello Spazio, ma muovere lo Spazio attorno a noi, sono stati immaginati dispositivi in grado di comprimere lo spazio di fronte a noi (attirandoci) e di espandere lo spazio dietro di noi (spingendoci). Un fiume di spazio-tempo da surfare.

Tuttavia, se comprimere lo spazio è possibile grazie alla materia ordinaria, per espanderlo abbiamo bisogno di materia con massa negativa, e nessuno sa se tale materia possa realmente esistere.

Eccoci dunque alla triste ma inevitabile conclusione: finché queste e altre questioni non avranno risposta, il viaggio interstellare rimarrà nel regno del futuribile.

24 marzo 2018 Davide Lizzani
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