Che sia davvero $c$ il limite delle velocità?

[Lord K]

Vi invito a dare una occhiata a questo articolo:

http://www.repubblica.it/2009/02/sezion ... sione.html

poi cominceremo con il chiedere cosa ne pensate

[G.D.5]

Io non ho capito granché, ma sono ugualmente affascinato.

[Lord K]

Diciamo pure che dare una risposta è ben al di là anche delle mie capacità, ma il tutto viene fatto per il solo piacere di discutere su qualcosa che effettivamente solleva dubbi e qualche quesito.

Ma la mancanza di risposte è un bel momento per congetturare cosa accadrebbe se la teoria fallisse miseramente nella sua spiegazione.

[Eredir]

"wedge":avrebbe massa immaginaria e non potrebbe decelerare a velocità inferiori di c.
queste sono le due proprietà base dei tachioni, IPOTETICHE particelle superluminali. non è necessario specificare che ovviamente non è mai stato concepito un esperimento capace di poterne verificare o confutare l'esistenza.

per una particella normale dire che essa non può accelerare oltre c in nessun sistema di riferimento è uno dei pilastri della nostra cara vecchia relatività speciale!

PS qualcuno potrebbe chiedere cosa significa massa immaginaria. la risposta è: un segno diverso nella lagrangiana di campo per le particelle in questione.

Secondo me non è completamente sensato tentare di dare una risposta a questa domanda alla luce della relatività ristretta, dove non vedo come si potrebbe interpretare correttamente un termine di massa immaginaria. Cambiare il segno nella lagrangiana di campo vuol dire passare appunto ad una descrizione di teoria di campo, che però non è quanto viene fatto in relatività ristretta.
Anche per quanto riguarda l'interpretazione nell'ambito di una teoria di campo non credo sia in ogni caso corretto parlare di massa immaginaria. Ad esempio si può fare riferimento al modo in cui viene introdotto il campo di Higgs, ovvero aggiungendo nella lagrangiana un pezzo del tipo $\mu^2\phi^+\phi$ con $\mu^2<0$, ovvero formalmente lo stesso contributo relativo alla massa di una particella ma con $\mu$ immaginario. L'analisi di questo modello mostra però che questo termine non è interpretabile come massa di una particella ma che, attraverso un'opportuna scelta di gauge, permette di dare masse (reali ovviamente) alle altre particelle.
In definitiva non penso che esista una risposta sensata alla domanda, semplicemente perchè una situazione del genere non mi pare inquadrabile nelle attuali teorie. Poi chiaramente questo non vuol dire che non sia possibile, chiaramente sono solo teorie.

Invece mi permetto di buttare nella mischia altri due problemini riguardanti la velocità della luce, tanto per confondere un po' più le idee.
Per quanto riguarda la relatività generale ho visto che, trattando le onde gravitazionali come perturbazione della metrica piatta, si ottiene che queste debbano viaggiare alla velocità della luce. Se però voglio considerare un generico tensore energia-impulso cosa succede, rimane valido il risultato? Più in generale non potendo più considerare un sistema di riferimento inerziale, ma solo localmente inerziale, ci sarebbe da riflettere su cosa voglia dire muoversi alla velocità della luce.
L'altro problemino è più che altro un'osservazione legata alla teoria quantistica dei campi, in particolare ai vari propagatori che si utilizzano. Ad esempio considerando il propagatore scalare che è il più semplice, facendosi qualche conticino si può mostrare che l'ampiezza di probabilità per una particella di propagarsi in un punto dello spaziotempo al di fuori del cono di luce è diversa da zero, decade però rapidamente con la massa della particella. Questo fatto comunque non viola la casualità perchè in ogni caso la struttura causale data dai commutatori rimane inalterata, ovvero per distanze di tipo spazio il commutatore del campo fa zero e quindi non c'è la possibilità che eventi fuori dal cono di luce influenzino quelli dentro.

Alla luce di queste questioni credo diventi ancora più difficile tentare di dare una risposta convincente alla domanda iniziale, almeno io non ne sono in grado.

[Lorin1]

dico solo che la scienza mi affascina ogni giorno di più

[wedge]

"WiZaRd":@wedge
Ma se, per assurdo, uno fosse in grado di viaggiare a velocità $>=c$ cosa accadrebbe?

avrebbe massa immaginaria e non potrebbe decelerare a velocità inferiori di c.
queste sono le due proprietà base dei tachioni, IPOTETICHE particelle superluminali. non è necessario specificare che ovviamente non è mai stato concepito un esperimento capace di poterne verificare o confutare l'esistenza.

per una particella normale dire che essa non può accelerare oltre c in nessun sistema di riferimento è uno dei pilastri della nostra cara vecchia relatività speciale!

PS qualcuno potrebbe chiedere cosa significa massa immaginaria. la risposta è: un segno diverso nella lagrangiana di campo per le particelle in questione.

[G.D.5]

@wedge
Ma se, per assurdo, uno fosse in grado di viaggiare a velocità $>=c$ cosa accadrebbe?

[wedge]

andrei non con i piedi di piombo, ma di più.
non conosciamo ancora bene il meccanismo di emissione dei gamma ray burst... dedurre da questi fenomeni una nuova fisica mi sembra per il momento molto rischioso.

per dirne un'altra, sono scettico pure sulla storia della dark energy... l'accelerazione dell'espansione sarebbe corroborata dal numero di supernovae che esplodono in galassie lontane inferiori alla predizione. ma mi chiedo se siamo così certi sul funzionamento delle supernovae in ambienti così diversi dal nostro (ad alto z la metallicità è nulla, per dirne una, e questo ha un sacco di influenza sull'evoluzione stellare)

[Lord K]

$c$ rimarrebbe la stessa ma non sarebbe il limte massimo di velocità... con conseguenti modifiche sulla teoria della relatività... almeno da quello che immagino sarà così!

[G.D.5]

Io non ho capito: se non si trovasse spiegazione nei fenomi astrofisici attualmente conosciuti a questa differenza di tempi, allora $c$ non sarebbe più $c$? La teoria dei Albert Einstein andrebbe corretta?