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Io Il Genio della Matematica

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C      è la massima velocità raggiungibile ?

 

La velocità massima nel nostro universo non è C.

Ci sono molti fenomeni più veloci di c.

In linea di principio, se si punta una luce laser sulla Luna e la si muove abbastanza velocemente, la macchia rossa si muoverà più velocemente di c.

Anche le ombre possono muoversi più velocemente di c.

Il divario tra le lame di un paio di forbici giganti può chiudersi più velocemente di c.

La cosiddetta velocità di fase della luce in un mezzo diffrattivo a carica elettrica (plasma) è maggiore di c.

E sì, la velocità con cui due fotoni, viaggiando in direzioni opposte, parte l’una dall’altra come misurato da un osservatore, sarà effettivamente 2c.

Com’è possibile dato che tutti dicono che c è il limite massimo di velocità?

Nessuna cosa reale, tangibile, viaggia più veloce di c in nessuno di questi casi.

Nessuna energia, nessuna quantità di moto viene trasmessa più velocemente di c.

Nessuna informazione viene trasmessa da un punto a un altro più veloce di c.

Allora … cosa dice esattamente la teoria ?

In realtà non dice che c è un limite di velocità. Quello che dice è che c  è lo stesso per tutti gli osservatori.

Questa affermazione ha delle conseguenze, ovviamente. Eccone alcune:

Nessun osservatore può muoversi in c. Poiché c è lo stesso per tutti gli osservatori, questo osservatore osserverà la propria velocità come c.

Tuttavia, un osservatore è sempre a riposo nel proprio frame di riferimento, per definizione. Quindi, nel suo frame di riferimento,

questo osservatore si vedrà simultaneamente muoversi in c ed essere in riposo, che è un’ovvia contraddizione.

Le velocità più lente di c per un osservatore sono più lente di c per tutti gli osservatori; allo stesso modo, le velocità più veloci di c per un osservatore sono più veloci di c per tutti gli osservatori.

Come conseguenza del punto precedente, nessun osservatore può muoversi più velocemente di c; questo osservatore si vedrebbe simultaneamente muoversi più velocemente di c (poiché una velocità più veloce di c è più veloce di c per tutti gli osservatori, incluso se stesso) ed essere a riposo (che è ovviamente più lento di c). Ancora una contraddizione.

Anche se ho usato la parola “osservatore” in quanto sopra, ciò di cui sto realmente parlando sono i frame di riferimento; nessun osservatore cosciente ha sottinteso. Qualunque cosa con energia e quantità di moto definisce un frame di riferimento (il frame in cui il suo momento è zero).

Questo spiega perché questi punti dimostrano anche che nessuna energia, nessuna quantità di moto e quindi nessuna informazione possono essere trasmessi più velocemente di c.

Ma punti rossi, ombre, ecc. Possono muoversi tutti più velocemente di c, e la differenza di velocità tra due fotoni può anche essere maggiore di c.

 

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