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