Esiste qualcosa nell'universo che viaggi più veloce della luce?

(Dan Tri Newspaper) - La luce viaggia a una velocità di 299.792.458 km/secondo, un valore considerato il limite assoluto dell'universo. Ma perché la velocità della luce è finita e perché nulla può superare questa barriera?

Un tempo i fisici tentarono di "inseguire" la luce (Immagine illustrativa: Getty).

La storia, che abbraccia secoli, dall'esperimento fallito di Galileo alle moderne verifiche di Einstein, ha spiegato ciò che sembrava impossibile.

Da Galileo alle prime misurazioni della velocità della luce

Prima del XVII secolo, la maggior parte delle teorie riteneva che la luce si propagasse istantaneamente, o che la sua velocità fosse assoluta. Tuttavia, Galileo Galilei fu il primo a mettere in discussione questa ipotesi.

Nel 1638, Galileo e il suo assistente condussero un esperimento su due montagne, utilizzando delle lanterne per misurare il ritardo della luce. Tuttavia, il ritardo era così piccolo (dell'ordine dei microsecondi) che le apparecchiature e i riflessi umani dell'epoca non erano in grado di misurare l'effettiva velocità della luce. Nonostante l'insuccesso, Galileo concluse che la luce, "se non istantanea, doveva essere estremamente veloce".

L'esperimento di Galileo lo portò a scoprire che la velocità della luce è finita, ma questo numero è infinitamente grande (Immagine: Medium).

Solo pochi decenni dopo, l'astronomo Ole Römer fornì la prima stima. Osservando Io, una delle lune di Giove, notò che il momento in cui Io entrava e usciva dall'ombra di Giove variava a seconda della posizione della Terra nella sua orbita.

Römer spiegò questa discrepanza cumulativa di oltre 10 minuti come dovuta al fatto che la luce impiega più tempo per percorrere una distanza maggiore. Da ciò, stimò che la velocità della luce fosse di circa 214.000 km/secondo, un risultato rivoluzionario per l'epoca.

Nel 1849, il fisico Hippolyte Fizeau misurò per la prima volta direttamente la velocità della luce utilizzando un ingranaggio rotante ad alta velocità combinato con uno specchio riflettente posto a 8 km di distanza.

Quando gli ingranaggi ruotarono così velocemente da bloccare la luce con il dente successivo, Fizeau calcolò una velocità di circa 315.000 km/secondo, con un errore inferiore al 5% rispetto ai valori odierni. Questo fu un punto di svolta che trasformò la luce da semplice ipotesi a oggetto di studio quantitativo.

Einstein e i limiti assoluti dell'universo

La domanda più importante rimane: perché la velocità della luce rappresenta il limite ultimo? All'inizio del XX secolo, Albert Einstein risolse questo problema con le sue celebri teorie.

Pose la domanda: se una torcia elettrica fosse attaccata a un razzo in movimento ad alta velocità, la luce emessa supererebbe quella emessa nel vuoto? La risposta sorprendente fu no, perché il tempo e lo spazio non sono assoluti.

Albert Einstein risolse il problema della luce con la sua teoria (Foto: Getty).

Secondo la teoria della relatività ristretta (1905), quando un oggetto si muove rapidamente, la sua massa aumenta e il tempo rallenta. Quando raggiunge la velocità della luce, il tempo si ferma, la massa diventa infinita e non può accelerare ulteriormente. Ciò significa che nessuna particella di materia può superare la velocità della luce.

Esperimenti successivi confermarono gradualmente la teoria di Einstein. Nel 1964, il ricercatore Bill Bertozzi del MIT accelerò gli elettroni e scoprì che più gli elettroni si avvicinavano alla velocità della luce, più diventavano pesanti, fino al punto in cui non potevano più accelerare.

Negli anni '70, i fisici Joseph Hafele e Richard Keating portarono con sé degli orologi atomici al cesio su un aereo e fecero il giro del mondo . Al loro ritorno, gli orologi segnavano un tempo inferiore rispetto ai normali orologi da laboratorio. Questa era una chiara prova della dilatazione del tempo.

Oggi, persino i sistemi GPS sui satelliti devono calcolare correzioni temporali basate sulla teoria della relatività. Ignorare questo principio può comportare errori di posizionamento fino a diversi chilometri, causando il collasso completo di interi sistemi moderni.

La velocità della luce, quindi, non è solo un numero arido, ma un limite fondamentale della natura, il fondamento della fisica e della tecnologia moderne.

Dai fallimenti di Galileo, ai progressi di Römer, all'ingegno di Fizeau, fino al genio di Einstein, la storia della luce ha dimostrato una verità: in questo universo, nulla può viaggiare più velocemente della luce.

Fonte: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/trong-vu-tru-co-thu-gi-nhanh-hon-anh-sang-20250929072502675.htm