La velocità della luce nella Storia

Empedocle di Agrigento è il primo di cui sia rimasta memoria che ha detto qualcosa sulla velocità della luce. Lo sappiamo dal fatto che Aristotele, di parere opposto, lo confuta.

Guardiamo l’alba e la luce è già dietro di noi, fino all’orizzonte: per Aristotele, quindi, era infinitamente rapida. Questo dimostra più che altro le difficoltà di Aristotele con una velocità molto, molto grande, eppure rimase lo standard ufficiale sulla questione per numerosi secoli (lo riprende, tra gli altri, Sant’Agostino; tenterà di dimostrarlo geometricamente Nicola Oresme).

Empedocle (e con lui tutti coloro che si sono espressi in tal modo) sbagliano quando parlano della luce come se ‘viaggiasse’ o fosse, in qualche momento, tra la Terra e il suo involucro, il suo moto inosservabile a noi: questa visione è contraria sia alla chiara evidenza della ragione sia ai fatti osservati; poiché se la distanza attraversata fosse corta, il movimento potrebbe essere inosservabile. Ma che sia inosservabile sulla distanza dall’estremo Oriente all’estremo Occidente è pretendere troppo.

Aristotele, Dell’Anima

Che la luce possa superare senza spendere alcun tempo gli enormi spazi celesti? Difficile da concepire. Ma se la luce viaggia a una velocità finita, allora tutto ciò che vediamo è il passato: vediamo le cose non come sono, ma come erano. Francis Bacon, che pure sosteneva la velocità infinita della luce, tentenna.

…mi suggerisce un curioso dubbio, ovvero se vediamo la volta di un cielo stellato nell’istante effettivo in cui esiste, e non poco dopo; e se non ci sia, per i corpi celesti, un tempo reale e un tempo apparente, così come il luogo apparente e il luogo reale di cui tengono conto gli astronomi quando correggono la parallasse. È difficile da credere che l’immagine o i raggi dei corpi celesti possano arrivare alla vista istantaneamente attraverso uno spazio così immenso.

Francis Bacon, Novarum Organum

Una velocità è sempre riferita a qualcos’altro rispetto al quale ci muoviamo. Se io sono su un treno, sono fermo rispetto al passeggero che mi è accanto, ma mi muovo a centinaia di chilometri all’ora rispetto alle rotaie sotto di me. C’è un misterioso fondale cosmico? Nelle teoria del XIX secolo – che in questo non era molto diversa da quella di Aristotele – tale sfondo era il famigerato etere, la “sostanza” di cui le onde luminose dovrebbero essere le increspature, come le onde del mare increspano l’acqua.

c diventa un confine – il più famoso confine invalicabile della fisica. Gli enti privi di massa, come i fotoni o le onde gravitazionali, devono muoversi a c, senza speranza di rallentare.

Einstein trovò la soluzione più semplice e sconcertante. Se non vediamo sfondi cosmici, è perché questi sfondi non esistono. Se non riusciamo a misurare un cambiamento della velocità della luce, è perché non cambia. E se quella velocità non cambia, com’è il mondo allora? La risposta è quella che oggi conosciamo come teoria della relatività.