Si può salire su un raggio di luce? Un enigma fisico con una battuta finale

Due ubriachi, una torcia e una sfida: salire sul raggio. Uno accende la luce e sfida il compagno a scalare la colonna luminosa. L’altro, che non è sciocco, risponde che salirebbe volentieri — se non fosse che a metà strada l’altro potrebbe spegnere l’interruttore e farlo cadere. Il pubblico ride, ma la battuta tormenta i fisici da decenni.

Lo sketch è un classico della comicità cinese, reso celebre dal compianto maestro del crosstalk Hou Baolin. Funziona perché prende un’immagine familiare — un fascio di luce visibile — e la tratta come un oggetto solido. La prima domanda è se il raggio esista davvero. In aria pulita, il fascio di una torcia è invisibile; ciò che vediamo è la luce che si diffonde su polvere, nebbia e fumo. La colonna non è una cosa ma un percorso, un flusso di fotoni che rimbalzano sulle particelle ed entrano nell’occhio.

Supponiamo comunque di poterci salire. I fotoni trasportano quantità di moto, quindi un fascio di luce esercita una spinta su ciò che colpisce — il principio alla base delle vele solari e delle pinzette ottiche, che usano luce laser focalizzata per trattenere e spostare oggetti minuscoli. Ma la forza è incredibilmente piccola. Il fascio di una torcia tascabile eserciterebbe una pressione troppo debole per sostenere una persona, o persino un granello di sabbia, contro la gravità. Servirebbe qualcosa di più simile a un riflettore su scala stellare.

Poi arriva l’interruttore. La luce viaggia a circa 300.000 chilometri al secondo, quindi quando la torcia si spegne, il raggio non indugia e non svanisce come un anello di fumo. Gli ultimi fotoni fuggono quasi all’istante. Chi fosse appollaiato sul raggio non cadrebbe perché la colonna svanisce; si ritroverebbe semplicemente al buio, soggetto alla normale gravità, e cadrebbe. In questo senso, la preoccupazione dell’ubriaco è fondata, anche se per il motivo sbagliato.

I fisici hanno un modo più preciso per dirlo. La luce non è una scala rigida ma un’onda elettromagnetica in propagazione. La sua quantità di moto è trasportata dall’onda stessa, e quando la sorgente si ferma, l’onda smette di essere emessa. Non resta alcuna struttura su cui stare. La domanda su cosa succede a un raggio dopo che l’interruttore è spento è in realtà una domanda su cosa sia la luce: una cosa, un evento o una descrizione di come si muove l’energia.

L’enigma sfiora anche la relatività. Se potessi cavalcare il raggio alla velocità della luce, il sistema di riferimento della torcia si comporterebbe in modo strano — la dilatazione del tempo e la costanza della velocità della luce rendono scivoloso il concetto di raggiungere un fotone. Einstein, da adolescente, immaginò famosamente di inseguire un raggio di luce, e quell’esperimento mentale lo aiutò a giungere alla relatività speciale. Gli ubriachi, a modo loro, sono in buona compagnia.

Quindi la risposta è a strati. Non puoi vedere il raggio senza qualcosa che lo diffonda. Non puoi starci sopra perché la sua spinta è trascurabile. E se la luce si spegne, cadi — non perché la colonna sia stata ritirata, ma perché non è mai stata una colonna. La battuta sopravvive perché l’intuizione che deride è così ostinata: trattiamo la luce come un solido, quando è la cosa più sfuggente che conosciamo.

Ecco perché lo sketch continua a riemergere nelle aule di fisica e nella divulgazione scientifica. Inizia con una risata e finisce con quantità di moto, diffusione e velocità della luce — un promemoria che il linguaggio comune sulle cose di ogni giorno può nascondere fisica straordinaria. La prossima volta che qualcuno agita una torcia, il raggio è lì, ma solo perché qualcosa nell’aria lo cattura.