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Poco meno di 300 mila chilometri al secondo. È la velocità della luce nel vuoto, la costante 𝑐, un limite invalicabile per la fisica attuale: in base alla relatività ristretta di Einstein questa è, infatti, la massima velocità raggiungibile nell’universo da qualsiasi corpo dotato di massa.
Che la luce non si propaga istantaneamente ma che impiega del tempo per attraversare lo spazio lo sappiamo da circa 350 anni: nel 1676 l’astronomo danese Ole Rømer fu il primo a dimostrare che la luce si diffonde con una velocità finita.

Osservando le eclissi di Io, il più interno dei grandi satelliti galileiani di Giove, Rømer notò un’anomalia sistematica: quando la Terra, lungo la sua orbita, si avvicinava a Giove, le eclissi di Io si verificavano in anticipo rispetto alle previsioni; quando invece la Terra si allontanava, gli eventi risultavano progressivamente in ritardo.

Secondo l’astronomo danese questa differenza non era dovuta a un’irregolarità del moto del satellite gioviano, Rømer intuì che la causa fosse un’altra: la luce impiega tempo per viaggiare attraverso lo spazio. Quando il nostro pianeta è più lontano da Giove, la luce deve dunque coprire uno spazio maggiore, motivo per cui l’osservazione dell’eclissi di Io arrivava a Rømer con un ritardo di diversi minuti rispetto alle previsioni.
Fu così che l’astronomo dimostrò che la luce si propaga a una velocità finita.

Rømer stimò che la luce impiegava circa 22 minuti ad attraversare il diametro dell’orbita terrestre, tuttavia, non fornì una misura certa della velocità della luce.
Basandosi sulle misurazioni, all’epoca approssimative, del diametro dell’orbita terrestre, Rømer avrebbe potuto ricavare una stima della velocità della luce pari a circa 220.000 km/s, un valore sorprendentemente vicino alla costante 𝑐 a noi oggi nota.

A tre secoli e mezzo di distanza, un team di ricercatori italiani – Fabio Falchi, Riccardo Furgoni, Paolo Gattillo e Maurizio Francesio – ha deciso di rimettere alla prova il metodo di Rømer, mettendo a confronto due approcci, uno storico e uno moderno.
Il primo, quello storico, ha impiegato piccoli telescopi rifrattori da 80 mm e 115 mm, comparabili per apertura a quelli disponibili nel XVII secolo, e la misura del tempo tramite cronometri meccanici.
Il secondo, quello moderno, ha utilizzato un telescopio da 203 mm equipaggiato con tecnologia digitale e sistemi di misurazione del tempo sincronizzati con orologi atomici.
I risultati di questa nuova indagine confermano la straordinaria robustezza del metodo di Rømer.
L’approccio investigativo storico ha fornito, infatti, una misura della velocità della luce con un margine di errore entro il 2% rispetto al valore attuale della costante 𝑐. Il metodo basato sulle tecnologie moderne ha, invece, permesso di ridurre ulteriormente lo scarto, portando il margine di errore entro circa lo 0,2%.

350 anni dopo che Rømer scoprì il ‘ritardo della luce’ nelle eclissi di Io, il lavoro dei ricercatori italiani, pubblicato sull’European Journal of Physics, dimostra che il metodo dell’astronomo danese si rivela ancora oggi uno strumento sperimentale efficace e replicabile, capace di fornire stime della costante 𝑐 con margini di errore estremamente ridotti.

Immagine in evidenza: Immagine del satellite gioviano Io con dietro il gigante gassoso Giove. L’immagine è uuna composizione a colori realizzata con immagini catturate dalla sonda spaziale Cassini mentre transitava verso Saturno il 1° gennaio 2001. Crediti immagine: Nasa/Jpl-Caltech/Ssi/Cassini Imaging Team/Jason Major