Che cos'è la relatività speciale?
La relatività speciale è una teoria scientifica che descrive come la materia si muove attraverso il tempo e lo spazio. Quando fu pubblicato per la prima volta nel 1905 da Albert Einstein, la relatività speciale provocò una rivoluzione nella comunità della fisica e ci fece guardare l'universo sotto una nuova luce. La relatività speciale è una delle teorie fisiche più confermate di tutti i tempi e le sue previsioni sono state verificate con oltre venti decimali di precisione.
I due postulati di base della relatività speciale sono che le leggi della fisica sono le stesse indipendentemente dalla velocità assoluta e che la velocità della luce è costante per tutti gli osservatori. Se ti trovi in una scatola chiusa che si muove a velocità costante, la relatività speciale prevede che nessun esperimento che fai all'interno della scatola può dirti quanto velocemente si sta muovendo la scatola. Allo stesso modo, la velocità della luce rimarrà la stessa per un osservatore all'interno della scatola, anche se la scatola stessa si sta muovendo ad una grande frazione della velocità della luce.
La relatività speciale abbandona le nozioni di "spazio assoluto" e "tempo assoluto" sviluppate da Newton. Sotto una relatività speciale, non esiste un unico tempo universale; piuttosto, il tempo è diverso per ogni osservatore. Inoltre non esiste una singola misura universale di spazio; un singolo righello può essere più lungo o più corto a seconda di chi lo misura. Infine, la relatività speciale unifica i concetti di spazio e tempo in un'unica struttura quadridimensionale chiamata "spaziotempo".
Secondo una relatività speciale, se un oggetto si muove ad alta velocità rispetto a te, sembrerà che si comporti in modo strano. La sua massa aumenterà, in modo che diventi sempre più difficile accelerare mentre si avvicina alla velocità della luce. Sembrerà ridursi nella sua direzione di movimento, diventando sempre più distorto mentre viaggia più veloce. Anche il tempo dell'oggetto verrà distorto; se c'è un orologio sull'oggetto, sembrerà che ticchetti più lentamente. Questi effetti si verificano su ogni oggetto, ma diventano evidenti solo quando gli oggetti si avvicinano alla velocità della luce.
La relatività speciale proibisce a qualsiasi oggetto di viaggiare più veloce della velocità della luce. Se un oggetto sembra andare più veloce della velocità della luce per un osservatore, deve essere possibile trovare un osservatore che vede l'oggetto viaggiare indietro nel tempo. Quando la velocità di un oggetto si avvicina a quella della luce, la sua massa e la sua energia cinetica vanno all'infinito. Anche le informazioni potrebbero non viaggiare più velocemente della luce, poiché ciò consentirebbe anche di inviare i messaggi indietro nel tempo.