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La velocità della luce -

La luce è veloce, molto veloce. Si parla di circa 300.000 chilometri al secondo.

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La velocità della luce -

Per mettere le cose in prospettiva, la velocità più elevata che l'uomo abbia mai raggiunto è stata quella dell'Apollo 10 in orbita, a circa 39.937,7 km/h.

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Perché la luce è così veloce? -

La luce è una particella priva di massa e quindi può raggiungere tale velocità. Per spostare una massa a questa velocità sarebbe necessaria un'enorme quantità di energia.

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Richiederebbe un'energia infinita -

Inoltre, la massa aumenta con l'accelerazione verso la velocità della luce, quindi in teoria servirebbe una fonte di energia infinita per alimentare l'intero processo.

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Massa inerziale infinita -

E per rendere le cose ancora più difficili, ci sarebbe una massa inerziale infinita che oppone resistenza all'oggetto. Ecco perché le cose non possono essere più veloci della luce... o forse sì?

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Vuoto -

La teoria della relatività generale di Einstein ci dice che la luce viaggia più veloce di qualsiasi altra cosa... nel vuoto. Ma cosa succede quando questo non succede? Scopriamolo assieme. 

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Acqua -

Questo è il caso della luce che attraversa l'acqua. Claudia de Rham, fisica teorica dell'Imperial College di Londra, spiega che “quando la luce attraversa un mezzo - ad esempio il vetro o le gocce d'acqua - le diverse frequenze o colori della luce viaggiano a velocità diverse”.

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Acqua -

Questo è visibile negli arcobaleni, dove possiamo osservare le “lunghezze d'onda rosse lunghe e veloci in alto e le lunghezze d'onda violette corte e lente in basso”.

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Acqua -

Quindi, la luce rallenta effettivamente quando viaggia attraverso l'acqua. Questo è un esempio del fatto che la luce non viaggia nel vuoto, il che significa che la sua velocità può effettivamente cambiare. Ma può accadere anche il contrario?

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Esplosioni di raggi gamma -

I lampi di raggi gamma sono l'esempio di qualcosa che si ritiene viaggi più veloce della luce.

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Esplosioni di raggi gamma -

Quando le stelle collassano o si scontrano, creano esplosioni luminose. Di fatto, creano le esplosioni più luminose dell'Universo.

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Esplosioni di raggi gamma -

Si è scoperto che i getti responsabili dei lampi di raggi gamma sono in grado di attraversare le nubi di gas a una velocità superiore a quella della luce. Ciò è possibile solo perché questi lampi di raggi gamma sono presenti nelle nubi di polvere e non nel vuoto dello spazio.

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Esplosioni di raggi gamma -

Un esempio potrebbe essere il Big Bang stesso. Quando si verificò, lo spazio vuoto si espanse più velocemente della luce.

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L'entanglement quantistico -

L'entanglement quantistico è come una bizzarra relazione a distanza. Si tratta di due particelle subatomiche che possono essere collegate tra loro, nonostante siano separate da anni luce.

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L'entanglement quantistico -

Secondo la teoria, il cambiamento indotto in una particella si ripercuote sull'altra, a prescindere dalla distanza che le separa. Questo significa che c'è qualcosa che viaggia più veloce della luce che le collega?

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L'entanglement quantistico -

Questa “azione spettrale a distanza”, come la chiamava Einstein, non è un concetto facile da comprendere, ma in poche parole il collegamento sembra essere un prodotto della casualità, piuttosto che l'effetto di qualcosa che viaggia più veloce della luce.

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Wormholes -

La velocità ci permette di percorrere una determinata distanza in un tempo specifico. Ad esempio, se si percorrono 100 miglia alla velocità di 100 miglia all'ora, si impiegherà un'ora per percorrere quella distanza. Pensate ai wormhole come a delle scorciatoie. In questo caso, si raggiungerebbe la destinazione più velocemente di un'ora.

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Wormholes -

C'è però un'avvertenza: nessuno ha mai visto un wormhole nello spazio. Tuttavia, una parte della comunità scientifica ne parla (e alcune teorie propongono addirittura di usarli per viaggiare nello spazio-tempo).

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Wormholes -

Due buchi neri potrebbero potenzialmente essere collegati tra loro da qualche parte nello spazio e creare una massa abbastanza grande da curvare lo spazio-tempo.

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Wormholes -

In parole povere, una massa può essere trascinata in un buco e uscire dall'altra parte (dell'altro buco nero).

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Wormholes -

Immagina un wormhole come una mela: la massa entra dalla parte superiore e fuoriesce da quella inferiore. Questa scorciatoia potrebbe superare la velocità della luce? Potenzialmente sì, ma prima dobbiamo trovare prove concrete dell'esistenza di questi tunnel.

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Metrica di Alcubierre -

Il propulsione a curvatura di Alcubierre è una teoria secondo cui una nave spaziale potrebbe viaggiare nel vuoto più veloce della luce. Se lo spazio davanti alla nave si contrae e quello dietro si espande, la nave potrebbe muoversi come una bolla isolata.

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Metrica di Alcubierre -

La teoria è valida, dal punto di vista matematico, ma finora gli esperimenti della NASA per la creazione di una bolla d'aria sono stati inconcludenti.

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Tubo di Krasnikov -

La teoria dei tubi di Krasnikov si basa sulla propulsione a curvatura di Alcubierre. Un tubo di Krasnikov è un meccanismo che permetterebbe a un veicolo spaziale di viaggiare creando un involucro dietro di esso.

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Tubo di Krasnikov -

L'involucro lo spingerebbe a destinazione e, allo stesso tempo, creerebbe un “tubo” dove l'astronave potrebbe tornare indietro.

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Tubo di Krasnikov -

Questo tubo annulla il tempo, quindi un viaggio che richiederebbe migliaia di anni potrebbe essere fatto in pochi anni attraverso questi tunnel superluminali. Almeno in teoria.

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Tunnel quantistici -

Alcune particelle possono attraversare le barriere. La scoperta è stata fatta nel 1932, ma solo nel 1962 l'ingegnere dei semiconduttori Thomas Hartman ha pubblicato un articolo al riguardo.

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Tunnel quantistici -

Si tratta di un risultato enorme, che gli scienziati hanno studiato per anni. Dopo tutto, il tunneling quantistico sembra consentire viaggi più veloci della luce.

Fonti: (Phys.org) (Livescience) (Sci News) (Space.com) (Scientific American)

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