E=mc² – parte 2

Albert Einstein

Il termine teoria della relatività non fu coniato da Einstein, ma dai fisici che interpretavano i suoi scritti. Einstein infatti chiamava la sua creazione legge dell’invarianza per dare rilievo alla caratteristica di immutabilità della luce, anche se è chiaro il significato di relatività. Infatti lo spazio ed il tempo non sono affatto concetti assoluti e indipendenti ma sono dipendenti e relativi, come del resto tutte le altre proprietà fisiche dell’universo.

La sua famosa equazione dimostra come L’energia E e la massa m di un corpo non siano indipendenti. Possiamo calcolare l’una a partire dall’altra moltiplicando o dividendo per un fattore c², dove c è la velocità della luce nel vuoto. In altre parole la massa e la luce sono convertibili tra di loro, come gli euro con i dollari, ma al contrario delle monete il tasso di cambio tra energia e massa è fisso.

Poiché il fattore di conversione è un numero estremeamente alto, una piccola massa può produrre molta energia. Un giorno potremo forse usare questa risorsa per rispondere ai bisogni energetici del mondo grazie alla fusione controllata (pensate a quanta materia c’è nel mare) ma per ora il mondo ha conosciuto la potenza di questo potere solo con la tragedia di Hiroshima, dove meno dell’un per cento del chilo di uranio presente nella bomba si è convertito in energia.

L’equazione di Einstein inoltre spiega in maniera efficace il motivo per quale nulla può superare la velocità della luce. Perché se riusciamo a spingere una particella al 99,5 % della velocità dalla luce, non possiamo spingerla ancora fino ad arrivare al 99% e poi ancora sopra il 100%? Per Einstein questo appariva impossibile. L’energia di un corpo aumenta al crescere della sua velocità, e dalla famosa equazione osserviamo che all’aumentare della velocità aumenta anche la massa. Una piccola particella che viaggia al 99,9% della velocità della luce è molto più pesante della stessa particella in quiete.

Per esempio un muone (particella che a riposo ha massa 0,22) al 99% della velocità dala luce, avrebbe un peso 22 volte maggiore del muone a riposo, e come sappiamo più un corpo diventa pesante e più è difficile aumentare la sua velocità. Spingere una bicicletta è ben più facile che spingere un aereo. Quindi man mano che una particella accelera diventa sempre più difficile incrementarne la velocità. Ma torniamo al nostro muone: a quota 99,999 per cento la sua massa sarà cresciuta di 224 volte, al 99,9999999 per cento la sua massa sarà aumentata di 70 000 volte. La massa cresce senza limiti all’avvicinarsi della velocità della luce. Sarebbe quindi necessaria una quantità di energia infinita per raggiungere il 100 per cento, e questo, ovviamente, non è possibile. Per ora!