Categoria: Fondamenti della fisica

I fondamenti della fisica coinvolgono concetti fondamentali come materia, energia, spazio, tempo, forza e moto, basati sulla meccanica classica e ampliati in teorie moderne come la Relatività e la Meccanica Quantistica, esplorando i comportamenti fondamentali dell’universo, dalle particelle più piccole al cosmo.
Penso che alcuni dei principi fondamentali della fisica non siano del tutto solidi. Le opinioni eretiche sono necessarie per metterli alla prova e confermarli. O per metterli in crisi.

Ritratto di una stagnazione epistemologica

Siamo abituati a ‘subire’ il ‘progresso scientifico’ come fosse una marcia trionfale e inarrestabile. Viviamo circondati da una tecnologia pervasiva che ci dà l’illusione di una conoscenza sempre più profonda della realtà. Eppure, se guardiamo alle fondamenta della fisica teorica, il panorama che appare è quello di una desolante stagnazione epistemologica.

Da oltre cinquant’anni, la fisica fondamentale non produce una vera rivoluzione ontologica. Abbiamo confermato teorie nate nel secolo scorso (esempio il bosone di Higgs degli anni ’60 o le onde gravitazionali di Einstein di inizio secolo, uniche due vere dimostrazioni di teorie fondamentali degli ultimi decenni) ma non abbiamo partorito una singola idea nuova che sia stata dimostrata reale (cfr Cosa c’è di sbagliato nella ricerca scientifica secondo Sabine Hossenfelder). Al contrario, ci siamo rifugiati in una sorta di ‘manutenzione dei paradigmi’ (nel senso di Kuhn), aggiungendo toppe matematiche a modelli che non funzionano più (cfr “La struttura delle rivoluzioni scientifiche” di Kuhn in nuce).

La trappola del ‘Millennium Problem’

Un esempio perfetto di questa deriva è il celebre problema del Millennio sulle equazioni di Navier-Stokes. Ci viene chiesto di dimostrare se una soluzione ‘liscia’ (continua) possa esplodere in una singolarità matematica (cfr A pure mathematical version of the Clay Mathematics Institute’s Navier-Stokes Millennium Problem). Ma a chi giova davvero questa ricerca?
C’è una certa arroganza nel pretendere che la matematica del continuo assoluto — uno strumento inventato trecento anni fa — debba essere lo specchio fedele di una realtà che sappiamo essere intrinsecamente granulare. Cercare la regolarità o la singolarità in Navier-Stokes è un esercizio di coerenza interna di un sistema assiomatico, un ‘giochetto matematico’ che non aggiunge nulla alla comprensione della materia.
È la riproposizione della catastrofe ultravioletta di fine Ottocento: la fisica classica prevedeva l’emissione di energia infinita dal corpo nero perché assumeva che l’energia fosse infinitamente divisibile. Max Planck non ‘risolse’ il problema del calcolo che divergeva; cambiò la logica, introducendo il quanto di energia, la discretizzazione granulare (cfr Funzione di distribuzione dei fotoni di Planck). Oggi, ostinarsi a cercare la regolarità in modelli fluidodinamici continui senza accettare i limiti logici (fisici) di quel linguaggio è come pretendere di misurare un atomo con un righello: l’errore non è nel calcolo matematico, è nel modello adottato.

L’universo tolemaico della materia oscura

Se Navier-Stokes è un vicolo cieco per menti eccelse, la cosmologia moderna è diventata un trionfo degli epicicli. Kuhn ci ha insegnato 60 anni fa che quando un paradigma entra in crisi, la comunità scientifica non lo abbandona subito, ma inizia a ‘salvarlo’ con ipotesi ad hoc.
Così, per far quadrare le equazioni della Relatività Generale con un universo che si muove in modo diverso da quanto previsto, sono state inventate la materia oscura e l’energia oscura. Non le vediamo, non sappiamo cosa siano, non ne comprendiamo la natura. Sono ‘toppe’ magiche necessarie a tenere in piedi dei modelli che non si riesce a interpretare. Stiamo progettando viaggi su Marte ma usiamo un sistema tolemaico modernizzato, convinti che aggiungere un epiciclo invisibile sia più nobile che ammettere di non aver capito la natura della gravità su grande scala (cfr Nota per i profani: cos’è la materia oscura?).

L’inganno del progresso tecnologico

L’obiezione comune è: “Ma come puoi parlare di stagnazione se l’Intelligenza Artificiale e il silicio dominano il mondo?”.
Qui risiede l’equivoco fondamentale. La tecnologia non è scienza di base; è sfruttamento di scoperte passate.
I computer si basano sulla meccanica quantistica degli anni ’20-’30; i nostri razzi sulla termodinamica dell’800. La tecnologia è l’ingegneria che raffina il già noto, ma la teoria su cui si fonda resta vecchia, tremendamente vecchia. Stiamo utilizzando mappe che ignorano il 95% del territorio, o che non sono in grado di osservarlo nella sua realtà.

La tirannia dei Baroni e il veto del paradigma

Perché non procediamo? Perché la conoscenza è diventata ostaggio di una struttura accademica feudale. I ‘Baroni’ del paradigma sono schiavi della loro stessa carriera e del consenso della comunità. Il rischio non viene finanziato. Chi propone un modello cosmologico sensato che non preveda ‘fantasmi’ invisibili viene isolato, non pubblica, non riceve fondi.
Si preferisce distogliere le menti superiori sfidandole in problemi inessenziali — come le singolarità di Navier-Stokes o il calcolo degli aloni galattici delle componenti magiche — piuttosto che affrontare l’incertezza spaventosa di un cambio di paradigma. Si va indietro, non avanti, perché si è persa la capacità di vedere il problema prima di calcolare la soluzione.

Conclusione: vedere oltre il recinto

La matematica è indifferente alla sopravvivenza della soluzione, ma noi non dovremmo esserlo. Il compito della ricerca non è far quadrare i conti di un’astrazione inutile, ma trovare il linguaggio corretto per descrivere la realtà.
Il risultato sulla singolarità di Navier-Stokes non cambierà l’efficacia empirica delle leggi della dinamica. Forse stabilirebbe (con buona pace di Gödel) se il modello del continuo sia un linguaggio coerente o se sia destinato a soccombere dinanzi alla propria astrazione.
La vera sfida è avere il coraggio di ammettere che i modelli di riferimento non descrivono la realtà, che è necessario esplorare nuove descrizioni della natura, oltre il déjà vu che semplicemente ‘non funziona’ (per stessa ammissione di chi continua a sostenerlo).
Nell’attesa di un genio visionario che trovi una migliore descrizione della realtà, si potrebbe intanto dare spazio ai visionari che vedono oltre il recinto…

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A pure mathematical version of the Clay Mathematics Institute’s Navier-Stokes Millennium Problem

Abstract
This report provides a rigorous transition from the physical formulation of the incompressible Navier-Stokes equations to their pure mathematical representation as defined by the Clay Mathematics Institute for the Millennium Prize Problems. We detail the physical meaning of each term in the classical equations and subsequently reformulate the problem strictly in the language of partial differential equations (PDEs) and operator theory, establishing the axiomatic constraints that govern the variables and parameters of the system.

Brussi 2026_Navier-Stokes Millennium Problem

Version uploaded to Zenodo: DOI – zenodo.21852870

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Velocità di fase e di gruppo nella propagazione delle onde

Un’onda armonica è una perturbazione che varia nel tempo e nello spazio seguendo la forma di una sinusoide, ovvero una funzione trigonometrica periodica del tipo
(1) y(x, t) = A cos(kx−ωt+ϕ)
che descrive un’oscillazione regolare e fluida tra un valore massimo e uno minimo. La velocità di fase e la velocità di gruppo rappresentano due modi distinti di misurare la propagazione di tale onda, a seconda che ci si concentri sulla singola oscillazione o sulla struttura complessiva del segnale.

Quando consideriamo un’onda monocromatica teorica, la velocità di fase (v_f= ω/k) indica la rapidità con cui si sposta un punto a fase costante, ovvero una singola cresta o un singolo avvallamento della sinusoide. Tuttavia, le onde reali capaci di trasmettere un segnale sono sempre formate dalla sovrapposizione di più componenti spettrali a frequenze diverse (1), distribuite all’interno di un cosiddetto pacchetto d’onda. La velocità di gruppo (v_g = dω/dk) misura proprio la velocità di propagazione dell’inviluppo complessivo di questo pacchetto.

La differenza sostanziale risiede nel significato fisico: mentre la velocità di fase descrive semplicemente il movimento dello stato oscillatorio e può, in particolari contesti come certi plasmi o metamateriali, superare la velocità della luce nel vuoto c, la velocità di gruppo rappresenta la velocità effettiva con cui si propagano l’energia e l’informazione del segnale. Nei mezzi non dispersivi, dove ogni frequenza viaggia alla stessa velocità, le due grandezze coincidono (v_f= v_g). Al contrario, nei mezzi dispersivi la dipendenza della frequenza dalle proprietà del materiale causa una separazione tra le due velocità, con la velocità di gruppo che risulta solitamente inferiore a quella di fase (v_g< v_f).

Nell’immagine esemplificativa, il punto rosso si propaga con velocità di fase mentre i punti verdi si propagano con velocità di gruppo, fonte Wikipedia.

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Fondamenti matematici e storici delle teorie estese della gravità (ETG)

Un breve approfondimento, in inglese, su un affascinante sviluppo della teoria della Relatività Generale.

Abstract
Extended Theories of Gravity (ETG) represent a prominent framework in modern theoretical physics and cosmology, aimed at modifying or extending Albert Einstein’s General Relativity to address open phenomenological questions at both ultraviolet (early universe) and infrared (galactic and cosmological) scales.

Brussi 2026 Mathematical and historical foundations of ETG (305 KB)

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Galactic Energy Profiles II

Galactic Energy Profiles: GEP II. In-System and Background Energy Densities

Aggiornamento: Ho deciso di pubblicare questo lavoro, parte della serie GEP, su Zenodo senza revisione paritaria e di utilizzarlo come base per la creazione di un successivo dataset (GEP III). Nota: questo lavoro (in inglese) è la versione 2.0 del precedente lavoro NAGE II, che è superato.

Abstract
Standard galactic energy inventories typically focus on virialized components, namely kinetic and gravitational potential energy derived from baryonic mass distributions, together with energy inferred from bolometric luminosities. In the first paper of the Galactic Energy Profiles (GEP) series, we introduced a reproducible geometric framework for the radiant and relativistic fluxes of galactic origin, accounting for their finite escape time across the Halo. In this second work, we extend the framework toward a volumetric energy inventory, where bolometric luminosity is complemented by energy densities persistently present within the galactic volume. We consider the thermal and kinetic energy of baryonic matter—including bulk motions, turbulence, and rotational degrees of freedom from large-scale dynamics down to the intrinsic angular momentum of bound systems—together with cosmic rays confined by magnetic fields and extragalactic backgrounds (photons, neutrinos, and diffuse fields) permeating the Halo. This approach distinguishes between flux-based contributions and volume-based reservoirs, providing a complementary description of the total galactic energy budget. Crucially, by resolving these volumetric reservoirs into local radial profiles, we characterize the multi-component pressure support (including thermal, magnetic, cosmic ray, and radiant pressures) available to sustain the circumgalactic medium (CGM) in hydrostatic equilibrium. Although these components vary with morphology and evolutionary state, this study is purely theoretical and simplifies the extreme variability of galactic systems to derive reference estimates and ‘standard cases’. The resulting parametrized framework, supported by publicly available Python scripts, is intended as a further methodological baseline for the sample-wide application planned in later work.

Keywords
galactic energy inventory; galactic energy density; galactic Halo energy; energy distribution based on galactic morphology

Here is the Zenodo version of the paper (1.1 MB):

Brussi 2026_GEP II

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Galactic Energy Profiles I

Galactic Energy Profiles: GEP I. Radiant and Relativistic Fluxes

Abstract
Standard galactic energy inventories typically focus on the virialized components of the system, namely the kinetic and gravitational potential energy, derived from baryonic mass distributions and stellar luminosity. This paper, the first in the Galactic Energy Profiles series, introduces a reproducible geometric framework for accounting radiant and relativistic fluxes as a standing energy reservoir. By considering the photon and neutrino escape time τ across the galactic Halo, we quantify the energy density of radiation currently in transit as a component of the total galactic budget, complementary to the standard flux-based description. The resulting closed-form expressions, together with the accompanying open-source Python implementation, are intended as a calibrated methodological baseline for the subsequent application of this framework to observed galactic samples.

Keywords
galactic energy inventory; energy residence time; galactic radiant fluxes; galactic Halo energy; galaxy morphology

Here is the Zenodo version of the paper (1.1 MB):

Brussi 2026 GEP I

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Ludwig Boltzmann, uno scienziato sottovalutato

Molti conoscono Albert Einstein (1879-1955) o Isaac Newton (1643-1727), ma pochi sanno che l’architettura profonda della realtà in cui viviamo oggi è stata disegnata da Ludwig Eduard Boltzmann (1844-1906).
Se oggi accettiamo con naturalezza che tutto ciò che ci circonda sia fatto di atomi, dobbiamo ringraziare lui. Ma il prezzo che Boltzmann pagò per questa intuizione fu altissimo: la solitudine intellettuale e alla fine anche la vita.

La scommessa sugli atomi
Alla fine dell’800, la maggior parte degli scienziati (come l’influente Ernst Mach, 1838-1916, uno dei suoi principali detrattori) considerava gli atomi solo come ‘comodi modelli matematici’, non come oggetti reali. Boltzmann, invece, era convinto che gli atomi esistessero davvero. Per dimostrarlo egli fece un salto logico utilizzando la statistica: capì che non serve conoscere la traiettoria di ogni singola molecola per capire come si comporta un gas, ma basta calcolare la media dei loro urti. Da questi principi sviluppò quella che poi diventò la Meccanica Statistica.

Figura 1 – Schema della distribuzione statistica delle velocità delle particelle in un gas (fonte: Shutterstock)

L’Entropia e la ‘freccia del tempo’
Il suo capolavoro è la celebre formula scolpita sulla sua tomba a Vienna (Figura 2):
S = k log W
Questa equazione collega il mondo visibile (S, l’entropia) al mondo invisibile (W, il numero di modi in cui gli atomi possono disporsi).
Una interpretazione dell’entropia è asimmetria temporale emergente: spiega perché il tempo va solo in avanti, non per una legge della meccanica, ma per una questione di probabilità. Il calore passa da un corpo caldo a uno freddo semplicemente perché è statisticamente più probabile che l’energia si disperda nel disordine piuttosto che resti concentrata.
E analogamente per gli stati di configurazione che tengono insieme la materia. Ricordiamo tra i tanti il famoso esempio della tazza che si rompe in pezzi cadendo mentre non osserviamo i pezzi che si riuniscono spontaneamente per formare una tazza intera. Questo accade perché la tazza intera è uno stato a bassissima probabilità (molto ordinato); la tazza in frantumi è uno stato ad altissima probabilità (molto disordinato).
Boltzmann capì che l’intero universo è solo una gigantesca transizione verso lo stato più probabile.

Un genio incompreso, ancora oggi sottovalutato
Boltzmann fu ferocemente attaccato dai suoi contemporanei. Gli scienziati dell’epoca, legati a una visione più ‘continua’ della materia, lo deridevano. Questa opposizione implacabile, unita a un carattere incline alla depressione, lo portò al suicidio nel 1906, a Duino, vicino Trieste.
Proprio un anno prima, nel 1905, un giovane Albert Einstein aveva pubblicato un lavoro sul moto browniano che dimostrava che Boltzmann aveva ragione: gli atomi esistevano.
Egli fu il primo a capire che il disordine è il motore dell’universo, ha trasformato la fisica da una scienza di certezze a una scienza di probabilità. Senza il suo metodo statistico e la costante (k) che lo caratterizza, Max Planck (1858-1947) non avrebbe mai potuto dare inizio alla rivoluzione quantistica.
Boltzmann rappresenta il ponte che ha portato la fisica dall’era del vapore all’era dell’atomo e dell’informazione.

Figure 2 – Ludwig Boltzmann

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Riferimenti per i profani: Cos’è l’energia?

Il grande fisico Richard Feynman (1918-1988) ammise onestamente che nella fisica moderna non abbiamo idea di cosa sia l’energia ‘in sé’. La descrisse come una specie di contabilità magica: nell’universo (o meglio, in un sistema isolato) accadono molte cose, ma alla fine di ogni giornata, se sommiamo certi numeri caratteristici di ciascun evento, il totale è sempre lo stesso. Quel numero che non cambia mai è l’energia. Non viene mai creata né distrutta, ma sempre trasformata.

La risposta scolastica: “L’energia è la capacità di compiere lavoro” (dando per noti i concetti di lavoro, forza, ecc.), è in realtà errata, perché l’energia tende naturalmente a ‘sparpagliarsi’; cioè, predilige il disordine. E come descritto da Ludwig Boltzmann (1844-1906), la misura di questo disordine, chiamata entropia, aumenta sempre in un sistema isolato. Ma poiché l’entropia definisce anche la capacità dell’energia di compiere lavoro, questa capacità diminuisce sempre, mentre invece l’energia si conserva sempre.

Un modo più tecnico di pensare all’energia ci viene da Emmy Noether (1882-1935), che dimostrò che ogni legge di conservazione in fisica deriva da una simmetria: l’energia si conserva perché l’Universo possiede una “simmetria temporale traslazionale”, il che significa che le leggi della fisica rimangono le stesse con il passare del tempo, e la quantità che matematicamente deve rimanere costante è l’energia. In questi termini, si potrebbe dire che l’energia è tempo.

Un modo per calcolare l’energia è quello definito da Einstein (vedi La formula di Einstein per l’energia), anche se non sappiamo di cosa sia fatta. In parole semplici: anche se un oggetto è immobile e minuscolo, nasconde al suo interno una quantità mostruosa di energia grazie alla sua massa (la costante di proporzionalità c² è un numero davvero enorme). E se poi inizia a muoversi a causa di un’azione esterna, quest’energia aumenta.

Conclusione
Potremmo definire l’energia come il ‘motore’ invisibile della realtà. Non possiamo ‘toccarla’, ma essa garantisce che l’universo mantenga i suoi conti in ordine (inclusa la simmetria del tempo). Ogni volta che facciamo qualcosa, o anche solo esistiamo, partecipiamo a questo immenso scambio di ‘gettoni’ che va avanti ‘da sempre’.

Richard Feynman e Emmy Noether

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La formula di Einstein per l’energia

La formula fisica più famosa del mondo è probabilmente quella di Albert Einstein (1879-1955):
(1) E=mc²
ovvero l’energia di un corpo è uguale alla sua massa per la velocità della luce al quadrato.
Forse non molti l’hanno capita veramente ma sicuramente quasi nessuno (che non abbia fatto studi universitari) conosce la formula completa, che tiene conto sia dei corpi in movimento sia dell’energia di particelle senza massa.

Per i corpi in movimento si deve considerare un fattore moltiplicativo:
(2) E = γ mc²
In base alla relatività speciale dello stesso Einstein (lavoro del 1905), se si considerano ‘particelle’ in movimento nello spaziotempo quadridimensionale, la variazione della loro quantità di moto, detto impulso (p) è espressa dalla formula relativistica del quadrimpulso. Questo è un quadrivettore* nel quale la componente temporale è rappresentata dall’energia e le componenti spaziali dall’impulso. In particolare nel caso di un corpo in movimento la sua inerzia aumenta come nella (2) secondo un fattore proporzionale alla velocità, detto fattore di Lorentz (da Hendrik Lorentz, 1853-1928):
γ = 1 / √ (1-v²/c²)
dove v è la velocità del corpo e c è la velocità della luce.
Come si vede dalla formula e dalla Figura 1 che ne traccia l’andamento, γ aumenta all’aumentare della velocità, ma resta molto prossimo a 1 finché le velocità non siano dell’ordine di grandezza di quella della luce. Per questa ragione in genere si tende a ometterlo, considerando γ ≈ 1 . L’andamento asintotico di γ evidenzia anche la difficoltà dei corpi materiali di accelerare a velocità che si avvicinino a quella della luce, perché la loro inerzia avrebbe un andamento altrettanto asintotico.

Figura 1 (credits: youmath.it)

Ma il quadrimpulso tiene conto anche delle particelle che non hanno massa, come i fotoni. Dall’intuizione di Louis de Broglie (1892-1987), la lunghezza d’onda di un fotone è inversamente proporzionale alla quantità di moto:
λ = h / p
dove h è la costante di Planck. Ricordando che l’energia del fotone si può esprimere come:
E = hc / λ
è immediato ottenere la relazione:
(3) E = pc

La formula completa di Einstein dell’equazione per l’energia è quindi:
(4) E² = (pc)² + (mc²)²

Si può facilmente vedere come, nel caso di un fotone senza massa, la (4) si riduca alla (3), energia del fotone, e nel caso di una particella non in movimento la (4) si riduca alla (1), ovvero l’energia della materia a riposo. Nel caso di un corpo in movimento, si deve tenere conto sia dell’energia dovuta al movimento sia dell’energia a riposo, ovvero la relazione (2).

* Un quadrivettore è un vettore a quattro dimensioni definito nello spaziotempo (relativistico) di Minkowski (Hermann Minkowski 1864-1909). Esso unifica in un unico oggetto matematico una grandezza temporale e le tre grandezze spaziali corrispondenti (ad esempio tempo e spazio, o energia e quantità di moto).
La sua caratteristica fondamentale è che il suo ‘modulo’ (la sua lunghezza) resta invariato per ogni osservatore, garantendo che le leggi della fisica rimangano le stesse anche quando sono osservate da sistemi di riferimento in movimento relativo tra loro.

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Il palcoscenico della realtà – Ovvero perché la forza di gravità non è una forza e la velocità della luce non è una velocità

Premessa
Quello che esploreremo l’ho definito il palcoscenico della realtà, ovvero dove ci muoviamo e dove si muove quello che ci circonda (una nota banale a margine è che nulla è ‘fermo’ nel nostro universo, anche perché non c’è un riferimento assoluto rispetto al quale misurare il movimento). Questo palcoscenico è quello che viene chiamato lo spaziotempo, costituito dalle tre abituali dimensioni spaziali più il tempo, che è semplicemente una dimensione aggiuntiva, che non
possiamo ‘visualizzare’ se non immaginando di togliere qualcuna di quelle spaziali (come nei famosi diagrammi di Minkowsky (vedi Figura, Hermann Minkowski 1864-1909).
Fu Alber Einstein (1879-1955) nei suoi geniali lavori di inizio ‘900 che considerò l’universo non come uno spazio vuoto dove il tempo scorre a parte, ma come un unico contesto a quattro dimensioni indissolubilmente legate da una metrica governata dalle leggi della gravitazione. In questo scenario, il tempo non è un orologio esterno, ma una direzione reale in cui ci muoviamo esattamente come ci muoviamo verso nord o verso sud, per dirla in termini geografici.

La gravità
Perché la forza di gravità non è una forza? Per secoli, grazie ad Isaac Newton (1643-1727), abbiamo pensato alla gravità come a una specie di ‘mano invisibile’ che ‘tira’ gli oggetti. Ma se applichiamo quello che Eistein chiamò il principio di equivalenza (e che raccontò come “la più felice intuizione della mia vita”), scopriamo un concetto fondamentale. Immaginò di essere in un ascensore nello spazio profondo, lontano dalla gravitazione,
accelerato verso l’alto (ricordo che l’accelerazione è la variazione di una velocità). Ci si sentirebbe schiacciati al suolo esattamente come sulla Terra. Lasciando libera la leggendaria mela, presa in prestito da Newton, essa ‘cadrà’ verso il pavimento. Eppure, lì non c’è nessuna gravità che ‘tira’: c’è solo accelerazione.
Einstein intuì quindi che la gravità non è una forza che agisce nello spazio, ma l’effetto che osserviamo e chiamiamo forza è la conseguenza della curvatura dello spaziotempo stesso. Infatti la presenza della massa, o meglio della massa-energia, essendo la stessa cosa a meno di un fattore di conversione (la famosa relazione E=mc²), deforma il tessuto dello spaziotempo come un peso su un telo elastico. Ad esempio la Terra, con la sua concentrazione di massa-energia, crea una deformazione geometrica: la mela non cade perché una forza la spinge, ma perché sta semplicemente seguendo la linea più dritta possibile (che si chiama geodetica) in uno spazio che è diventato curvo. Secondo le leggi della dinamica di Newton, un corpo su cui non agiscono forze si muove di moto rettilineo uniforme (e rispetta il principio di inerzia); secondo la relatività, una mela che cade in un campo gravitazionale è, paradossalmente, l’unico oggetto che non subisce alcuna forza (e rispetta il principio di inerzia).
Per citare ancora Einstein: “La materia [o meglio la materia-energia] dice allo spaziotempo come curvarsi, e lo spaziotempo dice alla materia come muoversi.”

La luce
Consideriamo ora la luce. Le attribuiamo una ‘velocità’ (che ricordiamo è la variazione di una posizione), ma come spiega il fisico Leonard Susskind (1940-), non è una velocità nel senso comune del termine (come quella di un’auto). È invece una proprietà fondamentale della geometria dello spazio-tempo, un semplice fattore di conversione tra le coordinate spaziali e quella temporale.
Nell’universo quadridimensionale nel quale esistiamo, spazio e tempo sono direzioni diverse della stessa cosa, e c è il numero che ci dice quanti metri equivalgono a un secondo. Ovvero tempo = spazio diviso la costante c . Il valore della costante universale c è circa 300.000 km al secondo, ovvero un po’ più di un miliardo di km all’ora (circa 1.08 mld Km /h). La suggestione di Susskind è che ogni oggetto nell’universo si muove sempre e costantemente alla stessa identica velocità: c . Ovvero la nota velocità della luce.
– Quando siamo fermi nello spazio, ad esempio sulle sedie su cui siamo seduti, stiamo viaggiando alla velocità della luce lungo l’asse del tempo
– Se iniziamo a muoverci nello spazio, dobbiamo ‘sottrarre’ velocità al tempo compensando il movimento spaziale (come per pagare un contributo utilizzando il fattore di conversione, c ). Da questo deriva la relativistica dilatazione del tempo (es. paradosso dei gemelli).
Non esistono velocità variabili, esiste solo una ripartizione della velocità totale tra le diverse dimensioni. Quindi la luce non sta ‘correndo’: potremmo dire che la luce spende tutta la sua dotazione nello spazio e gli rimane zero per il tempo, in base al fattore di conversione c .
Questa costante, ovvero la velocità della luce, è il limite geometrico di ciò che è possibile che accada nell’universo.

Conclusioni
Non esiste quindi un limite di velocità, esiste solo una geometria globale in cui siamo tutti immersi. La gravità è la curvatura della strada; la costante c tiene insieme il tessuto stesso del reale che ci circonda. La fisica non descrive ‘cosa succede’, ma descrive la struttura geometrica in cui tutto è già contenuto. Capire questo significa smettere di guardare le ‘cose’ che si muovono e iniziare a guardare la forma del palcoscenico su cui si muovono.

Un diagramma di Minkowsky (credits to medium.com)

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