È possibile muoversi più velocemente della velocità della luce o no? La risposta è no. Il limite di velocità universale, che comunemente chiamiamo velocità della luce, è fondamentale per il funzionamento dell'universo. È difficile immaginarlo se non ne hai mai sentito parlare prima, ma gli scienziati hanno scoperto che più ti muovi velocemente, più la tua dimensione spaziale in avanti si contrae e più lento è l'orologio se visto da un osservatore esterno. In altre parole, spazio e tempo non sono uno sfondo fisso su cui tutto si svolge come sempre. Invece, lo spazio e il tempo possono piegarsi.
Se osservi le equazioni che stanno alla base delle teorie della relatività di Einstein, scoprirai che quando ti avvicini alla velocità della luce, la tua dimensione spaziale nella direzione in avanti si riduce a zero e il tuo orologio rallenta fino a fermarsi.
Un sistema di riferimento con lunghezza zero e senza progressione nel tempo è in realtà un sistema di riferimento che non esiste. Pertanto, questo ci dice che nulla può muoversi più velocemente della velocità della luce per la semplice ragione che lo spazio e il tempo in realtà non esistono al di fuori di questo punto.
Poiché il concetto di "velocità" richiede la misurazione di una certa distanza percorsa nello spazio per un certo periodo di tempo, il concetto di velocità non esiste nemmeno fisicamente al di fuori della velocità della luce. In effetti, la frase "più veloce della luce" è fisicamente priva di significato.
Si potrebbe dire che le teorie della relatività di Einstein sono sbagliate. Tuttavia, ora ci sono così tante prove a sostegno della relatività che se è sbagliata, dovrà essere sbagliata in misura minore che non alteri questi principi di base.
Tuttavia, la limitazione che nulla può viaggiare più veloce della luce non è universale come sembra.
Una formulazione più precisa del principio è la seguente: "nulla può viaggiare localmente più velocemente della luce". Ciò significa che possiamo effettivamente raggiungere velocità effettive superiori alla velocità della luce se utilizziamo scale non locali.
Ad esempio, se esistono wormhole, possiamo usarli per accorciare il percorso dalla Terra ad Alpha Centauri. Rispetto alla piccola quantità di luce che è passata dalla Terra ad Alpha Centauri e non è passata attraverso il wormhole, viaggeresti più velocemente. In altre parole, saresti il primo a raggiungere la stella. Ciò è consentito perché non hai mai superato localmente la velocità della luce. Se un altro raggio di luce fosse diretto dalla Terra ad Alpha Centauri e passasse con noi attraverso il wormhole, non potremmo raggiungerlo in alcun modo.
Un altro esempio: ci sono galassie lontane nell'Universo che si stanno allontanando l'una dall'altra a una velocità superiore a quella della luce.
Ma come possono le galassie muoversi più velocemente della velocità della luce se nulla può muoversi più velocemente della luce?
Immagina il nostro universo in espansione. Non è un'esplosione da un luogo specifico, dove le galassie si separano come parte di un'esplosione. Questa è un'espansione dello spazio. Non c'è un centro e l'universo non si sta espandendo in nulla.
Immagina di essere in una galassia e mentre l'universo si espande, vedi tutte le altre galassie allontanarsi da te. E se volessi in un'altra galassia, vedresti che tutti gli altri si stanno ancora allontanando da te.
Ecco cosa è interessante: le galassie più lontane si stanno allontanando da noi più velocemente. Più lontana è la galassia, più velocemente si allontana da noi.
Ciò è dimostrato dalla costante di Hubble: l'idea che per ogni megaparsec di distanza tra noi e una galassia lontana, la velocità che ci separa aumenta di circa 71 chilometri al secondo. Le galassie separate da due parsec aumenteranno la loro velocità di 142 chilometri ogni secondo. Non appena raggiungi una distanza di 4200 megaparsec, le due galassie voleranno via l'una dall'altra a una velocità superiore a quella della luce.
La primissima luce della storia, la radiazione cosmica di fondo a microonde, è lontana 46 miliardi di anni luce in tutte le direzioni. 4.200 megaparsec equivalgono a poco più di 13,7 miliardi di anni luce. Ma dovrebbe essere chiaro che c'è molto spazio per oggetti distanti più di 4200 megaparsec.
Cioè, la maggior parte dell'Universo a noi visibile sta già volando via a una velocità superiore a quella della luce. Ma come puoi vedere la luce di qualsiasi galassia che si muove più velocemente della velocità della luce. Come possiamo anche solo vedere la radiazione cosmica di fondo a microonde?
La luce emessa dalle galassie si muove verso di noi, mentre la galassia stessa si allontana da noi, quindi i fotoni emessi da tutte le stelle della galassia possono ancora raggiungerci. Queste lunghezze d'onda della luce si estendono e scivolano ulteriormente nell'estremità rossa dello spettro, andando negli infrarossi, nelle microonde e persino nelle onde radio. Nel tempo, i fotoni si allungheranno così tanto che non saremo in grado di rilevare affatto la galassia.
In un lontano futuro, tutte le galassie e tutte le radiazioni che vediamo oggi scompariranno e non potranno essere rilevate. Gli astronomi del lontano futuro non sapranno che c'è mai stato un Big Bang o qualcosa al di fuori del nostro gruppo locale di galassie.
2021-09-29 19:08:51
Autore: Vitalii Babkin