Velocissima luce
Caro professor Peruso, la luce, con la sua alta velocità e la grande energia trasportata fa parte
dell’immaginario di ogni bambino di oggi. Cartoni animati e fumetti sono popolati di armi
fotoniche, laser potentissimi personaggi eroici e formidabili che si spostano con la velocità della
luce o più. Ma quanto è veloce la luce? davvero non si può andare più veloci? Distinti saluti
Orfeo Piaz
La velocità della luce? Circa 300000 km/s, ovvero più di 1000 milioni di km/h, un milione di volte
di più della velocità del suono, che pure ci sembra viaggiare assai rapidamente. Il valore della
velocità della luce è così incredibilmente elevato che per secoli si pensò che la luce si propagasse
istantaneamente dalla sorgente all’osservatore. Galileo Galilei fu il primo scienziato a rendersi
conto che la velocità della luce dovesse essere data da un valore non infinito e propose un metodo
per misurarla. Tale metodo, semplicissimo (si trattava di inviare un segnale luminoso ad un
compagno posto ad una distanza nota e di rilevare il tempo di andata e ritorno del segnale), non
diede risultati, poiché i tempi da misurare erano troppo brevi per l’epoca (ponendosi a 1000 m di
distanza i due sperimentatori
avrebbero dovuto misurare un
tempo di un centomillesimo di
secondo). Circa un secolo più
tardi l’astronomo danese
Roemer riuscì ad ottenere una
buona stima della velocità
della luce osservando le eclissi
dei satelliti di Giove (misurò
la durata delle eclissi di un
satellite quando la Terra è alla
massima e alla minima
distanza da Giove: i tempi
sono diversi perché il segnale
luminoso deve percorrere
distanze diverse). Nei secoli
successivi vennero messe a
punto nuove tecniche che
diedero il risultato del valore
della velocità oggi accettato:
299792,458 km/s, con la
precisione di un miliardesimo
A spasso alla velocità della luce (cioè, della torcia elettrica) per farci
di
m/s (che è davvero una
un’idea delle dimensioni del cosmo a noi vicino e di quanto la luce impiega
precisione molto buona: come
ad attraversarlo.
conoscere
entro
qualche
millimetro la distanza fra la
terra e la luna!).
L’esito sbalorditivo del valore della velocità non fu l’ultimo riservatoci dal fenomeno luce.
Nel 1905 Albert Einstein postulò che nulla si può propagare con una velocità superiore a quella
della luce nel vuoto. Il valore scritto sopra è un valore limite, insuperabile da alcun corpo, né da
alcun segnale. La luce stessa viaggia più lentamente, se così si può dire, quando non si trova nel
vuoto: ad esempio nell’acqua la luce si propaga a “soli” 225000 km/s, nel vetro a 200000 km/s. Non
esisterà mai tecnologia che ci permetterà di comunicare istantaneamente con il resto dell’Universo.
Quando E.T. telefona a casa, la sua voce impiega alcuni anni per giungere a destinazione (quattro
se dovesse arrivare solo fino alla stella più vicina al Sole) e altrettanti anni impiegherà la voce di
risposta della mamma.
Ma ai bambini lasciamo correre la fantasia, lasciamo credere che E.T. possa subito sentire
immediatamente le voci familiari, che possa tornare a casa in tempi ragionevoli per la scala umana,
che esistano i supereroi che possano trovarsi sul luogo del pericolo nel medesimo istante in cui tale
pericolo viene loro segnalato. Tuttavia potremmo farli giocare con la luce anche in altro modo:
eseguendo assieme il calcolo della distanza del luogo in cui è caduto un fulmine (il conto è presto
fatto: si moltiplica per 340 il numero di secondi che separa il lampo dal tuono: si ottiene la distanza
in metri), oppure scherzando sul fatto che tutto ciò che vediamo è illuminato da luce “vecchia”,
inviataci dal sole 8 minuti prima, che se ci mettessimo in contatto con un marziano (o più
realisticamente con le sonde inviate dalla NASA ) ci sentiremmo con un ritardo di più di quattro
minuti.
[a cura di Silvia Defrancesco]
