La luce rappresenta la connessione tra noi e l'universo
Tramite essa possiamo osservare stelle distanti
a guardare indietro fino all'inizio dell'esistenza.
Ma cos'è la luce?
In poche parole, è un fotone, la minor quantità di energia che si
possa trasportare, una particella elementare priva di reale dimensione
che non può essere divisa, solo creata o distrutta.
La luce ha un dualismo onda-particella,
essendo una sorta di particella e di onda allo stesso tempo
anche se è falso.
Inoltre, quando diciamo "luce", intendiamo "luce visibile",
che è una piccola parte dello spettro elettromagnetico,
energia sottoforma di radiazione elettromagnetica.
Una radiazione elettromagnetica è
un'enorme varietà di lunghezze d'onda e frequenze.
I raggi gamma hanno la minor lunghezza d'onda perché hanno la più alta energia.
Ma molti raggi gamma sono solo al di sotto dei 10 picometri,
cioè ancora più piccoli di un atomo di idrogeno.
Per esempio, un atomo di idrogeno comparato a un centesimo
è grande quanto un centesimo rispetto alla luna.
La luce visibile è la parte centrale dello spettro,
in un range compreso tra 400 nanometri e 700,
la dimensione di un batterio cca.
All'altro estremo dello spettro, le onde radio possono avere un diametro di più di
100 km, e la più grande lunghezza d'onda nota
può estendersi da 10.000 km all'incredibile misura di 100.000 km—
ben più grande della Terra!
Da un punto di vista fisico, tutte queste differenti onde sono lo stesso—
tutte hanno il dualismo onda-particella e viaggiano a c, la velocità della luce,
solo a differenti frequenze.
Quindi cosa rende la luce visibile così speciale?
Beh... assolutamente niente.
È solo capitato che evolvessimo occhi adatti a
registrare esattamente questa parte dello spettro elettromagnetico.
Non è una completa coincidenza, tuttavia;
la luce visibile è l'unica sequenza di radiazione elettromagnetica
che si propaga bene in acqua,
che guardacaso fu dove molti occhi si evolsero per primi milioni di anni fa.
Fu una mossa intelligente, perché la luce non solo interagisce con la materia,
è anche alterata da essa e può essere usata per
raccogliere informazioni sul mondo attorno a noi
senza alcun ritardo,
che è probabilmente molto utile alla sopravvivenza.
Ok, da dove viene la luce?
Un vasto range di onde elettromagnetiche sono create quando atomi o molecole
passano da un alto stato di energia a uno inferiore.
Perdono energia e la emettono sotto forma di radiazioni.
A livello microscopico, la luce visibile è creata quando un elettrone in un atomo
che è in uno stato eccitato decade a uno stato energetico più baso
e perde questa energia in eccesso.
Ugualmente, la luce entrante può elevare l'elettrone a un maggiore stato di energia
venendo assorbita da esso.
Macroscopicamente, la carica
in moto dell'elettrone crea un campo magnetico
oscillatorio, con un campo elettrico perpendicolare ad esso.
Questi campi oscillatori si muovono attraverso lo spazio
trasferendo energia da un posto all'altro,
trasportando con essa informazioni sul suo luogo di creazione.
Perché, di tutte le cose esistenti, la luce è la più rapida?
Cambiamo domanda:
qual è il modo più rapido nell'universo per viaggiare nello spazio?
È esattamente 299.792.458 m/s nel vuoto,
un miliardo di chilometri all'ora.
Avviene semplicemente che la radiazione elettromagnetica si muova così veloce.
Ogni particella priva di massa viaggia a c, senza accelerazione o nessun intermezzo
La luce rilasciata da una candela
non accelera fino alla velocità della luce;
nell'istante della sua creazione, la sua velocità è c.
Dunque perché c, o velocità della luce è finita?
Beh... non si sa.
Il nostro universo è fatto così.
Non abbiamo risposte intelligenti.
Quindi la luce è parte dello spettro,
una particella elementare che si comporta anche da onda,
mossa da due campi perpendicolari
che viaggia alla velocità più alta possibile.
Ok, questo è carino e tutto il resto, ma dunque quella roba assurda
sul viaggiare alla velocità di luce e tempo,
il paradosso dei gemelli, roba quantistica eccetera?
Dovremo riservarla per un altro video.
Per ora, gioiamo di aver sviluppato occhi che catturino
onde di informazioni che permeano l'universo,
mostrandoci cose che ci aiutano a mettere la nostra esistenza in prospettiva