• 11 Novembre 2021 11:48

SCIENZA & DINTORNI

Divulgazione storica e scientifica – DIRETTORE Fabiana Leoncavallo

E=mc2 – In principio fu la luce – Ep. 1

E’ la formula matematica più famosa della storia dell’umanità. E’ l’equazione più “pop” e glamour della storia della fisica. Invade t-shirt, tatuaggi, tazze ed altri infiniti oggetti, ma soprattutto da poco più di cento anni ha cambiato il nostro modo di concepire il mondo che ci circonda.

Prima di E=mc2 eravamo convinti che l’universo che ci circonda potesse essere compreso e spiegato con i nostri sensi. Dopo di essa abbiamo compreso che le nostre esperienze quotidiane non sono niente altro che un’approssimazione di una realtà che i nostri sensi non sono fatti per percepire.

Con un trittico di post cercheremo di entrare un po’ più in profondità nelle straordinarie implicazioni della più celebre equazione di Einstein. La velocità della luce ha sempre affascinato l’essere umano. Se accendiamo la luce in una stanza i nostri sensi percepiscono l’istantaneità della percezione luminosa. Anche Galileo effettuò quasi 500 anni fa un esperimento simile, accendendo una fonte luminosa a circa 2 km di distanza e non riuscendo a percepire alcuna latenza nella visione della luce.

Miglior fortuna colse all’astronomo danese Ole Romer che il 7 dicembre 1676 in uno studio intitolato Démonstration touchant le mouvement de la lumière trouvé par M. Roemer de l’Académie des sciences, dimostrò che la luce si muoveva con una velocità finita e non istantaneamente. Arrivò a queste conclusioni osservando con un telescopio molto simile a quello usato da Galileo Io, una delle lune di Giove.

Romer effettuò anche un primo calcolo della velocità della luce con un errore di circa il 20% rispetto al valore accettato oggi. Non male viste le conoscenze e la strumentazioni di circa tre secoli e mezzo fa. Nel 1860 James Clerk Maxwell compì un’autentica rivoluzione dimostrando che elettricità e magnetismo erano due aspetti dello stesso fenomeno.

La luce si comportava come un’onda elettromagnetica e Maxwell né stimò una velocità molto prossima a quella calcolata da Romer. Questa caratteristica della luce apriva però un problema: le onde sonore si muovevano grazie all’aria, le onde marine attraverso il mare, quale era il mezzo di propagazione per le onde elettromagnetiche? Gli scienziati dell’epoca ritennero che lo spazio vuoto (così come la Terra) dovesse essere pervaso da un mezzo che chiamarono etere luminifero grazie al quale la luce era in grado di propagarsi.

Ci pensarono due ricercatori americani Albert Michelson ed Edward Morley nel 1867 attraverso un famosissimo esperimento a dimostrare l’indipendenza della velocità della luce rispetto all’ipotetico “vento d’etere” e costituì la prima forte prova contro la teoria dell’etere luminifero. Utilizzando l’orbita circolare della Terra Michelson e Morley scoprirono fra l’altro che la velocità della luce era costante. La costanza della velocità della luce, e quindi la sua indipendenza dal moto della sorgente e dell’osservatore, fu uno dei due postulati da cui Einstein partì per sviluppare la teoria della relatività ristretta e va considerata come prova dell’isotropia dello spazio per tutti gli osservatori.

Dal 1983 il valore di c (dal latino celeritas) è stato stabilito in 299 792 458 m/s e a partire da esso si definisce la lunghezza del metro nel Sistema Internazionale.

Natale Seremia

Appassionato da sempre di storia e scienza. Divoratore seriale di libri. Blogger di divulgazione scientifica e storica per diletto. Diversamente giovane. Detesto complottisti e fomentatori di fake news e come diceva il buon Albert: "Solo due cose sono infinite: l’universo e la stupidità umana, riguardo l’universo ho ancora dei dubbi."

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