La relatività speciale è una teoria scientifica che descrive come la materia si muove nel tempo e nello spazio. Quando fu pubblicata per la prima volta nel 1905 da Albert Einstein, la relatività speciale provocò una rivoluzione nella comunità dei fisici e ci fece guardare all’universo sotto una nuova luce. La relatività ristretta è una delle teorie fisiche più confermate di tutti i tempi e le sue previsioni sono state verificate con una precisione di oltre venti decimali.
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 muove 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 muove a una grande frazione della velocità della luce.
La relatività ristretta abbandona le nozioni di “spazio assoluto” e di “tempo assoluto” sviluppate da Newton. Sotto la relatività speciale, non esiste una cosa come un unico tempo universale; piuttosto, il tempo è diverso per ogni osservatore. Non esiste inoltre una singola misura universale dello 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 la relatività speciale, se un oggetto si muove ad alta velocità rispetto a te, l’oggetto sembrerà comportarsi in modo strano. La sua massa aumenterà, così che diventa sempre più difficile accelerare man mano che si avvicina alla velocità della luce. Sembrerà ridursi nella sua direzione di movimento, diventando sempre più distorto man mano che viaggia più velocemente. Anche il tempo dell’oggetto verrà distorto; se c’è un orologio sull’oggetto, sembrerà che ticchetta 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 velocemente 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 veda 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 veloci della luce, poiché ciò consentirebbe anche l’invio di messaggi indietro nel tempo.