Astronomia senza telescopio - Velocità della luce

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Le recenti notizie sui neutrini che si muovono più velocemente della luce potrebbero aver indotto tutti a pensare al warp drive e tutto il resto, ma in realtà non è necessario immaginare qualcosa che possa muoversi più velocemente di 300.000 chilometri al secondo.

La velocità della luce, o 300.000 chilometri al secondo, potrebbe sembrare un limite di velocità, ma questo è solo un esempio del pensiero 3 + 1 - in cui non abbiamo ancora la testa attorno al concetto di spazio-tempo a quattro dimensioni e quindi pensiamo in termini di spazio che ha tre dimensioni e pensa al tempo come qualcosa di diverso.

Ad esempio, mentre ci sembra che occorra un raggio di luce di 4,3 anni per passare dalla Terra al sistema Alpha Centauri, se dovessi saltare su un veicolo spaziale che va al 99,999 per cento della velocità della luce che ci arriveresti in un questione di giorni, ore o persino minuti, a seconda di quanti 0,99 si aggiungono a quella percentuale di velocità della luce.

Questo perché, mentre continui a pompare l'acceleratore del tuo immaginario sistema di azionamento a stella, la dilatazione del tempo diventerà sempre più pronunciata e continuerai ad arrivare a destinazione molto più velocemente. Con abbastanza .999s potresti attraversare l'universo durante la tua vita - anche se qualcuno che ti sei lasciato alle spalle ti vedrebbe ancora solo allontanarti a poco meno di 300.000 chilometri al secondo. Quindi, quello che potrebbe sembrare un limite di velocità a prima vista non è affatto un limite.

Per cercare di comprendere la prospettiva a quattro dimensioni su questo, considera impossibile muoversi su qualsiasi distanza senza spostarsi nel tempo. Ad esempio, percorrere un chilometro può durare trenta minuti, ma se corri, potrebbero essere necessari solo quindici minuti.

La velocità è solo una misura di quanto tempo impieghi per raggiungere un punto distante. La fisica della relatività ti consente di scegliere qualsiasi destinazione che ti piace nell'universo - e con la giusta tecnologia puoi ridurre il tempo di viaggio verso quella destinazione nella misura che desideri - purché il tempo di viaggio rimanga sopra lo zero.

Questo è l'unico limite che l'universo ci impone davvero - e riguarda tanto la logica e la causalità quanto la fisica. Puoi viaggiare attraverso lo spazio-tempo in vari modi per ridurre il tempo di viaggio tra i punti A e B - e puoi farlo fino a quando quasi spostati tra questi punti istantaneamente. Ma non puoi farlo più velocemente che istantaneamente perché arriveresti a B prima ancora di aver lasciato A.

Se potessi farlo, creerebbe problemi di causalità impossibili, ad esempio potresti decidere di non discostarti dal punto A, anche se hai già raggiunto il punto B. L'idea è sia illogica che una violazione delle leggi della termodinamica, dal momento che l'universo improvvisamente conterrebbe due di voi.

Pertanto, non puoi muoverti più velocemente della luce, non per qualcosa di speciale sulla luce, ma perché non puoi muoverti più velocemente che istantaneamente tra punti distanti. La luce si muove essenzialmente istantaneamente, così come la gravità e forse altri fenomeni che dobbiamo ancora scoprire - ma non scopriremo mai nulla che si muova più velocemente di quello istantaneo, poiché l'idea non ha senso.

Noi esseri carichi di massa sperimentiamo la durata quando ci muoviamo tra punti distanti - e quindi siamo anche in grado di misurare quanto tempo impiega un segnale istantaneo per spostarsi tra punti distanti, anche se non potremmo mai sperare di raggiungere noi stessi un tale stato di movimento.

Siamo bloccati all'idea che 300.000 chilometri al secondo siano un limite di velocità, perché intuitivamente crediamo che il tempo scorra a un ritmo universale costante. Tuttavia, abbiamo dimostrato in molti diversi test sperimentali che il tempo chiaramente non scorre a un ritmo costante tra i diversi quadri di riferimento. Quindi, con la giusta tecnologia, puoi sederti sul tuo veicolo spaziale a stella e fare una veloce tazza di tè mentre gli eoni passano fuori. Non si tratta di velocità, si tratta di ridurre il tempo di viaggio personale tra due punti distanti.

Come disse una volta Woody Allen: Il tempo è il modo naturale per impedire che tutto accada contemporaneamente. Lo spazio-tempo è il modo naturale per impedire che tutto accada nello stesso posto contemporaneamente.

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