E=m c^2: scopriamo questa formula tramite i film “Interstellar” e “La teoria del tutto”

Formulata da Albert Einstein, è divenuta una delle equazioni più famose al mondo. Ma cosa significa? Scopriamolo in dettaglio

E equals mc squared drawn with white chalk on blackboard

 

Nei film “Interstellar” e “La teoria del tutto”, si trattano argomenti scientifici accomunati dalla formula sopracitata: tuttavia viene citata per due scopi diversi, entriamo nel dettaglio.

E=MC^2, cosa vuol dire?

E = mc², nata dalla mente del fisico tedesco Albert Einstein, riassume l’essenza del nostro mondo, di tutto ciò che ci circonda. Tutto quel che vediamo, tocchiamo, respiriamo, e anche noi stessi, tutto quanto esiste grazie a questa equazione. È la Teoria della Relatività Ristretta. Ma cosa significa?

Bene, iniziamo a capirne i “componenti”, uno per uno.

  • E : è la misura dell’energia
  • m : è la misura della massa
  • c : è la velocità della luce
Come potete notare, nella formula, la velocità della luce è elevata al quadrato.
Einstein ci sta dicendo che l’energia, in qualche modo, è uguale alla massa se questa raggiunge una certa velocità. Cioè, l’energia si può trasformare in massa, così come la massa si può trasformare in energia. Questo vuol dire che un corpo(ad esempio un pianeta), se dovesse raggiungere la velocità della luce dà origine a una certa quantità di energia. La massa non scompare, bensì si trasforma! Ribaltando l’equazione, si può dedurre che l’energia, divisa per il quadrato della velocità della luce, si trasforma in materia. Sorprendente. Il fattore determinante è la velocità; il quadrato della velocità della luce(che è una velocità limite), dunque, permette di creare energia dalla materia e materia dell’energia.

L’equazione in Interstellar

Interstellar, il famoso film di fantascienza diretto da Cristopher Nolan, non sarebbe mai esistito se non ci fosse stata la Teoria della relatività. Nel film, un cambiamento climatico ha colpito duramente l’agricoltura del nostro pianeta. Un gruppo di scienziati, sfruttando un whormhole, cerca di esplorare nuove dimensioni. C0s’è un whormhole? Anche questo è un concetto “preso in prestito” da Einstein, si tratta di un’ipotetica curvatura dello spazio, che consentirebbe la creazione di una scorciatoia che conduca presso zone remote dell’Universo. Chiamato anche ponte di Einstein-Rosen, è una struttura definita sia dalla fisica teorica sia dalla matematica, ma che non è mai stata osservata nello spazio. Nel film è presente il chiaro riferimento al tempo relativo a seconda della dilatazione gravitazionale, praticamente l’equazione E= m c^2 non è propriamente protagonista ai fini della trama, tuttavia concettualmente viene citata quando si parla di buchi neri (Gargantua), in relazione cioè alla velocità della luce. I buchi neri sono corpi celesti con un campo gravitazionale così intenso, da non lasciare sfuggire nemmeno la luce. Ciò accade perché l’energia potenziale gravitazionale nei pressi di un buco nero è talmente elevata, che la velocità di fuga di un corpo che si trova nella sua prossimità dovrebbe essere superiore a quella della luce. Ciò non è ovviamente possibile, poiché nessun corpo dotato di massa può assumere velocità maggiori di c (concetto preso dalla teoria di Einstein).

L’equazione nel film “La teoria del tutto”

Il film racconta la storia del fisico, cosmologo e matematico Stephen Hawking. Anche qui, possiamo affermare con certezza che il film non sarebbe mai esistito senza la Teoria della relatività di Einstein. Contrariamente ad Interstellar però, il motivo è un altro. Lo scopo di Hawking, come viene ripetuto spesso nel film, è trovare una teoria che unifichi la fisica quantistica e teoria della relatività generale. La cosiddetta teoria del tutto. La teoria della relatività generale venne pubblicata nel 1915: non passò molto che Einstein cercò una teoria unificata dei campi in grado di conciliare il campo elettromagnetico, non ancora descritto in termini geometrici, con il campo gravitazionale, descritto come una variazione della geometria dello spazio-tempo circostante.

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