Premessa
Che cosa accadrebbe se ci appendessimo ad un raggio di luce? Se noi andassimo alla velocità della luce? Andare alla velocità della luce vorrebbe dire vedere la luce. La luce è un campo elettromagnetico. È qualcosa di ondulatorio. Come sono ondulatorie le onde del mare. Per vedere la luce dovremmo vederla ferma, dovremmo andare alla sua stessa velocità e ciò equivarrebbe a vederla come si vedono quei tetti di lamiera che ricordano il mare ondulato, appunto, un mare congelato nel tempo. Se andassimo alla velocità della luce, il tempo si fermerebbe. Einstein è assillato da questa domanda. Che cosa accadrebbe se ci appendessimo ad un raggio di luce?
Come alcuni studiosi hanno sottolineato la teoria della relatività è in realtà una teoria degli assoluti! Ci sono due assoluti. Il primo, come assunto fondamentale, l’altro, come corollario fondamentale.
Assunto 1
L’assunto, fondamentale, assoluto, della relatività, il punto di partenza senza il quale non ci sarebbe stata la teoria della relatività, è riconducibile alla scoperta fatta dall’esperimento di Michelson-Morley. La velocità della luce è di circa 300 mila km al secondo. L’esperimento in questione ha consentito di capire che la velocità della luce sulla terra dovrebbe risentire del moto della terra. Se la misurassimo nella stessa direzione in cui la terra si muove, essa dovrebbe essere lievemente maggiore di quando la misuriamo nel senso contrario, perché nel primo caso si somma alla velocità della terra e nell’altro, ovviamente, si sottrae.
Michelson e Morley hanno scoperto che la velocità della luce, di fatto, è sempre la stessa. Indipendentemente dal sistema di riferimento che usiamo per misurarla. Le velocità non si sommano in maniere meramente algebrica, come ci aveva insegnato Galileo. La costanza della velocità della luce in tutti i sistemi di riferimenti è l’assunto fondamentale della teoria di relatività di Einstein.
Assunto 2
Se un treno si muove ad una certa velocità e ci cammino sopra nella sua stessa direzione, le due velocità si sommano. Viceversa si sottraggono. Per poter accettare l’assunto della costanza della velocità della luce, allora è necessario cambiare le leggi della fisica. Ma le leggi della fisica, come sappiamo, devono essere formulate in modo tale che quando si passa da un sistema ad un altro, abbiano sempre la stessa forma. Detto altrimenti, le leggi della meccanica devono essere scritte allo stesso modo per quelli che camminano su un treno in movimento come per quelli che camminano sulla banchina di una stazione. Due sistemi che devono avere, per tutte e due gli osservatori, lo stesso tipo di legge. Quindi, la teoria della relatività, oltre all’assunto della costanza della velocità della luce, richiede anche l’assunto che, le leggi della fisica, siano sempre le stesse rispetto a tutti gli osservatori.