Fibre ottiche al mare

La prossima volta che andate in piscina o al mare potete fare un esperimento che spiega le fibre ottiche. Guardando direttamente in su, si vede attraverso l’acqua. Guardando più di sbieco la superficie, c’è un punto dopo il quale diventa come uno specchio. Sembra una cavolata, ma apre una finestra su un sacco di fisica complicata.

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Limiti di velocità

La luce viaggia a circa 299792458 metri al secondo. Ma perché non di più? o di meno? Sembra sensato pensare che la luce possa avere diverse velocità.

A dirla tutta, la luce ha altre velocità: la famosa insuperabile costante universale è la velocità della luce nel vuoto. Quando attraversa un materiale, la luce viaggia più lenta. Di più, diversi colori di luce (lunghezze d’onda della radiazione elettromagnetica, se vogliamo essere pignoli) viaggiano a velocità diverse quando attraversano un materiale. Questo è il fenomeno alla base di arcobaleni e copertine dei Pink Floyd.

Ma la domanda resta: perché ha proprio quella velocità (nel vuoto)? Eh. La risposta c’è, ma non vi piacerà: non esiste un perché.

Possiamo misurare molto precisamente quanto veloce viaggia la luce, ma non sappiamo perché.

Il valore di questa costante universale (come di molte altre) è un fatto per il quale non c’è spiegazione. Le costanti universali ci fanno anche capire nel profondo come è fatto l’universo. Sono semplici numeri che non poggiano su nulla, ma su cui poggia tutto.

Questo non vuol dire però che le leggi fisiche che si basano sul loro valore siano infondate. Le leggi sono strumenti per predire cosa succede in determinate condizioni. Il valore delle costanti universali è solo una di queste condizioni.

Se la velocità della luce nel vuoto fosse diversa, non cambierebbe la nostra teoria secondo cui è la cosa più veloce dell’universo. A parte le cattive notizie.

Per saperne di più
  • La velocità della luce, in realtà, non c’entra con la luce

 

Foto: CC-BY HA1-000995 di highwaysengland su Flickr, some rights reserved.

Ho preso la domanda, e alcuni spunti per la risposta da una domanda apparsa su Quora.