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Perché il Tempo si FERMA alla Velocità della Luce? – La Sconvolgente Spiegazione di Richard Feynman — Transcript

by La mente di Feynman · 2,669 words · 434 segments · language en · Watch on YouTube

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0:00Sei mai stato a pensare perché il tempo
0:01si fermi alla velocità della luce? Mh,
0:04probabilmente l'hai già sentito prima.
0:06Einstein disse che può viaggiare più
0:08veloce della luce e a un certo punto
0:11qualcuno ti ha detto che se potessi
0:13viaggiare alla velocità della luce il
0:16tempo si congelerebbe. La maggior parte
0:18delle persone immagina questo come un
0:20pulsante cosmico di pausa, una specie di
0:24rallentatore estremo. Questa convinzione
0:27non è del tutto sbagliata, è proprio
0:29sbagliata alla base. In realtà succede
0:33questo. Un fotone parte da una stella a
0:358 miliardi di anni luce di distanza.
0:38Attraversa galassia, attraversa il vuoto
0:41tra i superammassi, sopravvive per tutto
0:44il tempo che noi misuriamo come 8
0:46miliardi di anni e per quel fotone non
0:49passa alcun tempo, non quasi zero, non
0:52una frazione minuscola, letteralmente
0:54zero. Nel momento in cui lascia quella
0:56stella e nel momento in cui colpisce il
0:59tuo occhio, per il fotone è lo stesso
1:02identico istante. L'intero viaggio di 8
1:05miliardi di anni è un solo istante.
1:07Nessuna durata, nessuna attesa, nessuna
1:11esperienza di passaggio. L'universo
1:14invecchia di 8 miliardi di anni. Il
1:17fotone non invecchia affatto e non è una
1:20metafora poetica. è fisica misurata, è
1:24ciò che le equazioni richiedono, è ciò
1:26che gli esperimenti confermano
1:28ripetutamente.
1:30Pensavi di capire la velocità, pensavi
1:32di capire il tempo, ma la relazione tra
1:35i due è molto più strana di qualsiasi
1:38film di fantascienza ti abbia mai
1:40mostrato. Cambia completamente il tuo
1:43modo di pensare al movimento, allo
1:46spazio, alla causalità e persino a cosa
1:49significhi esistere attraverso il tempo.
1:53Ti faccio vedere. Prendi il telefono
1:55seriamente.
1:57Accendi la torcia, puntala verso il muro
1:59dall'altra parte della stanza.
2:01Ecco la parte che nessuno ti dice.
2:04Quella luce è arrivata dal tuo telefono
2:06al muro in circa 10 nanose, cioè un
2:10decimilionesimo di millisecondo. Prima
2:13ancora che il tuo dito si staccasse dal
2:15pulsante, i fotoni hanno già colpito la
2:17vernice, rimbalzato e raggiunto i tuoi
2:20occhi. Per te è istantaneo, ma qui nasce
2:23la simmetria che rompe tutto. Tu quei 10
2:27nanosecondi li hai vissuti. Il tuo cuore
2:29ha pompato sangue, i neuroni cervello
2:32hanno lavorato. Per te il tempo è
2:35passato, ma per quei fotoni non è
2:38passato assolutamente nulla. Il loro
2:40viaggio dal telefono al muro e poi ai
2:43tuoi occhi non è stato breve, non è
2:45stato lungo, non è stato proprio.
2:48Aspetta, come può qualcosa attraversare
2:51una distanza senza vivere il tempo? È
2:54qui che l'intuizione collassa. Tu pensi
2:56che la velocità sia semplice, distanza
2:59diviso tempo. Più veloce significa
3:02coprire più spazio in meno tempo e la
3:05massima velocità possibile significa
3:07attraversare il percorso quasi senza
3:09tempo. Sbagliato, la luce non quasi non
3:13sperimenta il tempo. La luce non
3:16sperimenta proprio il tempo e questa
3:18differenza non è semantica, è tutto il
3:21punto. Guarda cosa è successo. Tu e il
3:24fotone siete partiti dallo stesso punto.
3:27Il telefono, siete arrivati nello stesso
3:29punto, il tuo occhio. Ma tu hai vissuto
3:3210 nanosecondi, il fotone ha vissuto
3:34zero. Tu hai fatto un viaggio nel tempo,
3:37lui no. Stesso inizio, stessa fine. Due
3:41esperienze completamente diverse della
3:43realtà. Prova a farlo. Ora spegni la
3:47torcia, riaccendila,
3:50guarda il muro illuminarsi.
3:52Quel lampo istantaneo è la nascita e la
3:54morte di miliardi di fotoni vissute come
3:56un singolo istante. Nessuna transizione,
3:59nessun durante. Non stanno viaggiando
4:02nel tempo, non stanno nemmeno dentro il
4:04tempo. E qui la gente dice: "La luce è
4:08la cosa più veloce dell'universo, ma è
4:11solo un'etichetta che nasconde la
4:12verità. La luce non vince una corsa
4:15contro il tempo, la luce esce
4:17completamente dalla gara. E la parte
4:20ancora più strana è questa. Non è solo
4:22la luce, è una proprietà fondamentale
4:25dello spazio e del tempo. Ti hanno
4:27mentito sulla velocità, non con cattiva
4:29intenzione, ma per semplificazione. Fin
4:32da bambini ti dicono che la velocità è
4:34distanza divisa per tempo. Se percorri
4:3760 km in un'ora, vai a 60 km all'ora.
4:42Semplice, ma [schiarire la voce] questo
4:43è solo un'etichetta. La realtà sotto è
4:46questa. In ogni momento stai viaggiando
4:49a una velocità fissa, non nello spazio,
4:51ma nello spaziotempo. E quella velocità
4:54è la velocità della luce. Ripetiamolo,
4:57anche adesso, mentre sei seduto a
4:59leggere, stai viaggiando a velocità
5:01della luce. Sembra assurdo, ma resta con
5:05me. I sarà spazio e tempo non sono
5:07separati, sono un'unica struttura, lo
5:10spazio tempo, come mostrò Einstein. E
5:13dentro questa struttura hai sempre una
5:16quota fissa di movimento totale. Questa
5:19quota si divide in due direzioni,
5:21movimento nello spazio e movimento nel
5:23tempo. Se sei completamente fermo, tutta
5:26la tua quota va nel tempo. Ti muovi
5:28attraverso il tempo al massimo, secondi
5:30che scorrono, invecchiamento, giorni che
5:33passano. Sì, ora inizia a muoverti nello
5:36spazio. Cammina nella stanza. Una parte
5:39della tua quota si sposta dal tempo allo
5:42spazio. Risultato: il tuo tempo rallenta
5:46leggermente, non lo noti camminando, è
5:49minuscolo, ma è reale, misurato,
5:53innegabile. Più ti muovi velocemente
5:56nello spazio, in auto, in aereo, più
5:59quota sottraei al tempo. Il tuo tempo
6:02rallenta sempre di più. non abbastanza
6:05da accorgersene nella vita quotidiana,
6:07ma abbastanza da essere misurato con
6:09orologi atomici. E ora il punto estremo,
6:13se usi tutta la tua quota per muoverti
6:15nello spazio, cosa resta per il tempo?
6:18Zero. E quale velocità richiede questo?
6:21La velocità della luce. Ecco perché il
6:24tempo si ferma alla velocità della luce,
6:27non per magia, ma per contabilità. Se
6:30tutta la tua velocità va nello spazio,
6:33non rimane nulla per il tempo. Il tempo
6:36non rallenta, si annulla. La luce non
6:39baratta il tempo. Un fotone usa tutta la
6:42sua quota di movimento nello spazio fino
6:45all'ultimo frammento. Non rimane nulla
6:47per il tempo, quindi il tempo non
6:49scorre. Non è un tempo rallentato, è
6:52zero tempo. Riprova a guardare cosa
6:54significa davvero. La velocità non è una
6:57corsa contro il tempo, è uno scambio tra
7:00spazio e tempo. Più vai veloce nello
7:02spazio, meno vai nel tempo. E la luce
7:06rappresenta il caso limite assoluto,
7:08massimo spazio, zero tempo. Non è una
7:11scelta dell'universo, è contabilità.
7:14Tienilo a mente perché apre una domanda
7:16ancora più inquietante. Chi ha deciso
7:19che funziona così?
7:20Chi ha scoperto che spazio e tempo
7:23condividono una stessa quota? un
7:25adolescente in Germania nel 1895
7:29che immaginava di inseguire un raggio di
7:31luce durante una lezione noiosa, Albert
7:35Einstein.
7:36Egli conosceva le equazioni di Maxwell
7:39che descrivevano la luce come un'onda
7:41elettromagnetica
7:43e quelle equazioni dicevano qualcosa di
7:45strano. La luce viaggia sempre alla
7:47stessa velocità, circa 300.000 km al
7:50secondo. Sempre, non rispetto a
7:53qualcosa, sempre e basta. Einstein si
7:57pose una domanda semplice, ma
7:58devastante. Cosa succederebbe se potessi
8:01viaggiare accanto a un raggio di luce?
8:04La risposta intuitiva: vedresti la luce
8:07ferma accanto a te. Ma le equazioni
8:10dicevano il contrario. La luce deve
8:12sempre muoversi a quella velocità, anche
8:14se la insegui. Questa contraddizione lo
8:17perseguitò per anni, 10 anni. Poi nel
8:211905 arrivò la risposta: la relatività
8:24ristretta. Non è la luce a essere
8:27speciale, è lo spazio e il tempo che si
8:29adattano per mantenerla invariata. Se
8:32insegui la luce non la vedi rallentare.
8:34Sei tu a cambiare. Il tuo tempo
8:36rallenta, le tue distanze si
8:38contraggono. La luce rimane sempre
8:41identica. Esattamente così. In quel
8:43sogno giovanile ci mostra questo. Solo
8:46l'universo non si interessa della tua
8:48velocità, non si interessa del tuo
8:50sistema di riferimento. L'unica cosa che
8:53mantiene in modo assoluto e invariabile
8:55è la velocità della luce. La realtà non
8:58corregge gli errori, non aggiusta nulla.
9:01Lo spazio e il tempo si deformano
9:03attorno a quel vincolo per mantenerlo
9:05intatto. Da qui nascono effetti strani:
9:08dilatazione del tempo, contrazione delle
9:11lunghezze, relatività della
9:13simultaneità. Tutto questo esiste per un
9:16solo motivo, rendere la velocità della
9:18luce invariabile. E quando questo accade
9:21nel modo più estremo possibile, il tempo
9:24si ferma completamente, non perché sia
9:26un effetto speciale, ma perché è ciò che
9:29serve affinché le leggi tornino
9:30coerenti. La luce non è più veloce di
9:33tutto, è ciò attorno a cui tutto il
9:36resto deve adattarsi. Ma tutto questo
9:39non è filosofia, è misurabile. Come
9:42facciamo a sapere che il tempo rallenta
9:44davvero?
9:45Non è solo matematica. Immagina
9:48l'orologio più semplice possibile. Due
9:51specchi, uno sopra e uno sotto, e un
9:54fotone che rimbalza tra i due. Ogni
9:57rimbalzo è un tic. Ora metti
10:00quell'orologio su un treno in movimento.
10:03Per qualcuno fermo a terra il fotone non
10:05sale e scende dritto. Segue un percorso
10:08diagonale perché il treno si muove
10:10lateralmente.
10:12Percorso più lungo, stessa velocità
10:14della luce. Risultato inevitabile, il
10:18fotone impiega più tempo tra un tic e
10:21l'altro, quindi dall'esterno l'orologio
10:25sul treno rallenta. Non è un'illusione,
10:29è geometria. E sia chi è sul treno, sia
10:32chi è sulla banchina, può dire la stessa
10:34cosa dell'altro. Entrambi vedono
10:36l'orologio dell'altro rallentare. Non
10:39esiste un tempo universale che decide
10:42chi ha ragione e esistono solo
10:44osservatori diversi con misure diverse.
10:47E questo non è solo un esperimento
10:49mentale, è tecnologia reale. Il tuo
10:52telefono sa dove ti trovi con una
10:54precisione di pochi metri. Pensa a
10:56questo. Un dispositivo in tasca tua
10:58riesce a localizzarti, mentre la Terra
11:00ruota a circa 1670 km/hora e orbita
11:04attorno al Sole a 107.000 km/h.
11:08Come è possibile? Grazie ai satelliti
11:11GPS.
11:12Ce ne sono circa 30 in orbita, a 20.000
11:15km sopra di noi. Ognuno porta un
11:18orologio atomico estremamente preciso.
11:21Il sistema funziona confrontando il
11:24tempo di arrivo dei segnali, ma qui
11:27entra in gioco la relatività. I
11:29satelliti si muovono velocemente per la
11:32relatività ristretta i loro orologi
11:35rallentano, perdono circa 7 microsecondi
11:38al giorno. Ma c'è un secondo effetto, la
11:41gravità. Più sei lontano dalla Terra,
11:44più il tempo scorre velocemente. Quindi,
11:47per la relatività generale gli orologi
11:49dei satelliti vanno più veloci di circa
11:5245 microsecondi al giorno, somma i due
11:54dolore effetti. Il risultato netto è che
11:57i satelliti guadagnano circa 38
11:59microsecondi al giorno rispetto agli
12:01orologi sulla Terra. Sembra
12:03insignificante, ma la luce in 38
12:06microsecondi percorre più di 10 km.
12:09Senza correzioni relativistiche. Il tuo
12:11GPS sbaglierebbe di chilometri ogni
12:13giorno, sarebbe inutilizzabile. Per
12:16questo gli ingegneri correggono tutto
12:18prima ancora del lancio. Programmano gli
12:21orologi tenendo conto della relatività.
12:23Non è teoria, è ingegneria quotidiana e
12:27ora qualcosa ancora più strano.
12:29Particelle che non dovrebbero arrivare
12:31sulla Terra, ma ci arrivano comunque. I
12:34raggi cosmici colpiscono l'atmosfera
12:37continuamente.
12:38Quando lo fanno producono particelle
12:41chiamate muoni. I muoni sono instabili,
12:45vivono pochissimo, circa 2,2
12:48microsecondi.
12:50A quella durata, anche viaggiando quasi
12:52alla velocità della luce, dovrebbero
12:54percorrere al massimo poche centinaia di
12:57metri, eppure nascono a decine di
12:59chilometri di altezza e arrivano fino al
13:02suolo. Dovrebbero morire prima di
13:04arrivare, ma non lo fanno perché dal
13:07nostro punto di vista il loro tempo
13:09rallenta enormemente.
13:11La loro vita si allunga abbastanza da
13:15permettere loro di attraversare
13:17l'atmosfera.
13:18Dal loro punto di vista, invece, non
13:21vivono più a lungo. È lo spazio che si
13:23contrae. La distanza diventa più corta.
13:26due spiegazioni diverse, stesso
13:28risultato. E qui arriviamo al punto che
13:31rompe davvero l'intuizione. Il tempo non
13:33è semplicemente più lento alla velocità
13:36della luce, è che per un fotone il
13:39concetto stesso di tempo smette di avere
13:41significato operativo. Ma attenzione,
13:44dire la luce non sperimenta il tempo è
13:47già una semplificazione, perché per
13:49sperimentare qualcosa serve un prima e
13:51un dopo, serve una sequenza di stati,
13:54serve memoria di un cambiamento. Un
13:56fotone non ha questa struttura. Per un
13:59fotone l'emissione e l'assorbimento non
14:02sono due eventi separati da un viaggio,
14:04sono lo stesso evento. Non esiste un
14:07durante, non esiste un percorso vissuto.
14:10Dal suo punto di vista non c'è tragitto
14:12dal telefono al muro, non c'è viaggio da
14:14una galassia all'altra, c'è solo
14:16emissione e assorbimento come un'unica
14:19cosa indivisibile. E qui il linguaggio
14:21inizia a fallire perché stiamo cercando
14:23di descrivere con parole umane qualcosa
14:26che non contiene esperienza.
14:28Noi viviamo nel tempo. Per noi il tempo
14:32è la base di tutto. Ogni cosa è una
14:34sequenza. La luce non è dentro questa
14:37struttura, non è ferma nel tempo, non è
14:40veloce nel tempo, è semplicemente fuori
14:44dalla definizione stessa di durata e
14:46questo porta ad una conclusione ancora
14:48più dura da accettare. La luce non è un
14:52oggetto che viaggia, è un evento che si
14:54manifesta tra due punti. Qui succede
14:56qualcosa di ancora più profondo. Noi
14:59siamo creature legate alla durata. Ogni
15:02nostra esperienza è una sequenza. Prima
15:04e dopo causa ed effetto, memoria e
15:07attesa. Il tempo per noi è reale come lo
15:10spazio, ma per la luce questa struttura
15:13non esiste, non è dentro il tempo, non è
15:17bloccata nel tempo, è al di fuori della
15:19struttura che rende il tempo qualcosa di
15:22misurabile e questo cambia tutto. La
15:25vera differenza non è che la luce è
15:27speciale, è che noi siamo vincolati.
15:30Siamo entità che sono costrette a vivere
15:33una progressione continua, un prima che
15:37diventa dopo. La luce no, la luce non è
15:41intrappolata nella durata, non è
15:43prigioniera del tempo. È noi che siamo
15:46prigionieri della durata. E l'universo,
15:49con la sua contabilità rigorosa
15:52restituisce un risultato semplice. Per
15:54la luce il tempo è zero, non piccolo,
15:58non trascurabile, zero. E a questo punto
16:02resta una domanda che diventa
16:03inevitabile. Se qualcosa non sperimenta
16:06il tempo, possiamo dire che esiste nel
16:10senso in cui esistiamo noi. un fotone è
16:13davvero un oggetto oppure è
16:16semplicemente un'interazione tra due
16:18eventi? Perché se l'esistenza richiede
16:20durata, allora ciò che non ha durata
16:23sfugge alla definizione stessa di
16:25esistenza. Guarda ancora una volta la
16:28tua torcia. Ogni fotone che parte da lì
16:30e arriva al tuo occhio non vive un
16:32viaggio, non attraversa il tempo, non
16:35arriva dopo. Per lui non c'è dopo. C'è
16:39solo un unico atto, emissione e
16:41assorbimento come una cosa sola. E
16:43mentre tu leggi queste parole, miliardi
16:45di fotoni stanno attraversando la
16:47stanza. Per te è luce continua, per loro
16:50non c'è nessuna continuità, solo istanti
16:53isolati senza tempo interno. E
16:55l'universo, da questo punto di vista è
16:58estremamente rigido, non fa eccezioni,
17:01non negozia, non interpreta. La sua
17:04contabilità è semplice. Ciò che ammassa
17:07sperimenta il tempo. Ciò che viaggia
17:10alla velocità della luce no. E questo
17:13crea una divisione netta nella realtà.
17:16Da una parte ci siamo noi, esseri che
17:19accumulano tempo, ricordi,
17:21trasformazioni.
17:23Dall'altra c'è la luce, entità che non
17:26accumula nulla perché non ha durata da
17:28accumulare e questo rende ogni fotone
17:32qualcosa di quasi incomprensibile dal
17:34nostro punto di vista. Non invecchia,
17:36non cambia, non attraversa il tempo,
17:39semplicemente si manifesta tra due
17:41punti. E allora, ogni volta che accendi
17:44una luce, ogni volta che vedi il sole,
17:47ogni volta che guardi una stella
17:48lontana, stai osservando qualcosa di
17:51incredibile senza accorgerene. Non stai
17:54vedendo un oggetto che viaggia, stai
17:57vedendo un'informazione che non ha mai
17:59vissuto il tempo nel suo percorso verso
18:02di te. fotoni partiti nel Big Bang o nel
18:06nucleo del sole o da una galassia
18:08lontana miliardi di anni luce fa e che
18:11per loro non hanno mai atteso quel
18:14momento. Per loro non c'è stato alcuna
18:17da allora a ora solo emissione e
18:20assorbimento come un unico evento. E qui
18:23arriva la domanda finale, quella che
18:25chiude tutto il ragionamento. Se la luce
18:28non vive il tempo, allora cosa significa
18:31davvero esistere?
18:33Un fotone è qualcosa che esiste nel
18:35tempo o è solo un incontro tra due
18:38eventi nello spazio. E se tutto ciò che
18:40esiste richiede durata, allora ciò che
18:44non ha durata può essere definito
18:46esistente.
18:48La prossima volta che guardi la luce,
18:51ricordalo. Stai osservando qualcosa che
18:55non ha mai vissuto un istante. Eppure è
18:59ciò che rende visibile ogni istante per
19:01te. Grazie per aver seguito fino a qui.
19:05Se questo contenuto ti ha fatto
19:07riflettere, lascia un like al canale,
19:10iscriviti e attiva le notifiche per non
19:13perdere i prossimi video. Ci vediamo al
19:15prossimo episodio.

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