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La velocità della luce è costante o accelera e decelera ?

Questa è una domanda difficile a cui rispondere ed è soggetta a varie interpretazioni della meccanica quantistica (e in modo simile all’elettromagnetismo) e, dopo tutto, può essere diversamente “risposta” a diversi livelli di modelli matematici astratti attualmente usati in fisica, quindi questo è una tra le tante e diverse risposte.

Tuttavia, quello che si può tranquillamente affermare è che la luce non accelera istantaneamente. Ogni transizione quanto-meccanica non è istantanea in generale. Ad esempio l’emissione di un fotone emesso da un atomo eccitato richiede un certo tempo (questo è legato alla larghezza spettrale di quella linea di emissione). Per così dire, ci vuole del tempo per le funzioni d’onda di fotoni, elettroni ed altre cariche coinvolte per “srotolare” mentre l’elettrone “orbita” virtualmente sul suo nucleo. Tipicamente l’elettrone fa diverse migliaia di “rivoluzioni” virtuali attorno ai suoi nuclei (e vice versa, dal momento che è un sistema di cariche, non solo l’elettrone) durante il rilascio dei fotoni. E durante questo processo di rilascio del fotone, tutte queste funzioni d’onda interferiscono reciprocamente in un “blob” quantomeccanica del campo elettromagnetico e in altre particelle quantomeccaniche coinvolte. Questa è la nostra attuale capacità di modellazione di questi processi. Tuttavia, qualunque interferenza si verificasse tra queste funzioni d’onda, diminuirebbe la loro velocità di gruppo localmente nel “blob” (quindi anche la loro accelerazione, se provassimo a visualizzarla in modo classico), anche se la loro velocità di fase è alla velocità della luce. Btw, questo è valido anche nelle teorie di QED e QCD dove i propagatori del campo elettromagnetico sono “senza massa”. Ma ancora una volta, questi sono solo l’ennesimo insieme di modelli matematici.

Perché è ancora così complicato? La nostra maggiore ignoranza qui è molto fondamentale e si riduce a: cosa è lo spaziotempo? In quanto modello di riferimento virtuale e mediato, essenzialmente macroscopico, è un modello di come tutto si rapporta reciprocamente in modo causale, ma è il migliore che attualmente abbiamo. Praticamente tutti i modelli in fisica basati su di esso sono vincolati al quadro quantomeccanico menzionato che coinvolge fenomeni a volte molto insensibili (non solo a prima vista, come sostengono alcuni fisici). Quindi, possiamo contemplare qualcosa, ma solo nel contesto di una particolare teoria e/o modello. E diversi modelli possono “produrre” risposte diverse qui e altrove.

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