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mercoledì 29 luglio 2015

Time travel, Parallel Universe, Time Paradox - New Possibilities


Tempo fa, leggendo Science , la più autorevole e nota rivista scientifica al mondo, la mia attenzione è ricaduta su un articolo secondo il quale, sarebbe stato dimostrato che la velocità della luce può assere rallentata, o meglio che i singoli fotoni che compongono la luce , possono essere rallentati .
Normalmente chi si interessa anche poco di fisica, sobbalzerebbe leggendo tali affermazioni . Che la velocità di propagazione della luce nello spazio vuoto è costante, è un elemento fondamentale della fisica moderna, è una "costante fisica universale"! In ambito tecnico infatti , tale velocità (c), si definisce una invariante.
 In questo caso ci viene mostrato però che a certe condizioni , tale certezza, può crollare e quindi l'invarianza della velocità della luce è valida solo per onde piane.

La cosa più interessante è che la riduzione di velocità dei fotoni non avviene perchè la luce viene fatta passare attraverso un mezzo come il vetro o l'acqua, in quel caso  l'effetto di rallentamento sarebbe solo temporaneo e cesserebbe al termine del transito attraversato il corpo "rallentante", cosi chè la luce tornerebbe ad accelerare fino  alla sua velocità. La cosa strabiliante è che la riduzione di "C" sarebbe definitiva.

Per comprendere la cosa dobbiamo fare un antefatto : La Luce può comportarsi sia come una particella che come un'onda. Newton ha congetturato gli aspetti di particelle e gli aspetti d'onda osservate ("anelli di Newton"). Thomas Young, lo scopritore del dualismo onda-particella, ha dimostrato l'interferenza da doppia fenditura  nei suoi esperimenti, e Einstein,  per spiegare l'effetto fotoelettrico ipotizzo la luce come particelle (fotoni) . Questa doppia descrizione conduce a due velocità diverse  per la luce: la velocità dell'onda, che per un'onda piana nel vuoto è fissa e costante, c ; e la particella o la velocità "gruppo" in cui l'energia e informazione si propaga , che può essere inferiore a C -anche a zero, in alcuni casi.

Bene, Adesso ipotizziamo che un fascio di luce, che contiene molti fotoni, sia paragonabile  a un gruppo di ciclisti, che corrono in gruppo. Ovviamente non tutti i singoli ciclisti (fotoni) possono stare in testa contemporaneamente, ma si alterneranno alla guida del gruppo, chiaramente avranno velocità diverse in base alla posizione che occuperanno. La formazione di gruppi può rendere difficile la definizione di una singola velocità per tutti i ciclisti, e lo stesso vale per la luce. Un singolo impulso di luce contiene molti fotoni, e gli scienziati sanno che impulsi luminosi sono caratterizzati da un certo numero di differenti velocità.
Gli scienziati hanno dimostrato che applicando una "maschera" ottica che cambia la forma ad un fotone, questo arrivava con ritardo rispetto ad un altro a cui non era stato applicato questo "trattamento". Il lavoro dimostra che, dopo che il fascio di luce ha attraverso una maschera, i fotoni si  muovono  più lentamente attraverso lo spazio. Questo studio è senz'altro interessante per quanti si interessano di fisica e di ottica e sicuramente lo è meno per il grande pubblico. Potrebbe assumere però un aspetto più interessante e intrigante se cominciassimo ad ipotizzare alcuni scenari sui quali riflettevo.
Mi sono posto una domanda :  se si riuscisse ad accrescere questo effetto fino a decelerare un fascio di fotoni a velocità per noi "accettabili" e si riuscisse in qualche modo a "cavalcare" questa onda fotonica , cosa vedrebbero i nostri occhi ?
ma mi sono spinto oltre: normalmente osserviamo la realtà attraverso i fotoni che si muovono alla velocità "c" di 299.792.458 metri al secondo, se  potessimo costruire uno strumento che ci consentisse di guardare la realtà attraverso questi fotoni "rallentati" , quale sarebbe il risultato?  perchè in un certo senso avremmo raggiunto la tanto ambita velocità della luce! Cosa accadrebbe al tempo? quali le interazioni con gli effetti relativistici , quali con la dilatazione del tempo?

Sarebbe possibile osservare un universo  che la nostra "velocità" non ci consente di vedere? una sorta di universo parallelo? potrei sprecare pagine e pagine in domande , ma proviamo a dare delle risposte...........

Fonti:Science
         BBC
         Glasgow University