Ogni corpo, compresi gli oggetti astronomici, si può pensare
come la somma di tutti i suoi costituenti elementari. In questo modo, un
oggetto astronomico altro non è che un insieme di atomi e
particelle che interagiscono tra di loro in modo da restare
raggruppati.
Se l’oggetto è in rotazione, esistono delle forze che tengono
gli strati più esterni del corpo attaccati a quelli più
interni, altrimenti tenderebbero a staccarsi e a schizzare via. Maggiore
è la velocità di rotazione, maggiore è
l’intensità della forza necessaria per mantenere unito
l’oggetto. In particolare, questa forza aumenta con la distanza dal
centro dell’oggetto: le zone periferiche necessitano di una forza di
richiamo molto più grande di quelle vicine al centro. Gli strati
esterni sono dunque soggetti a reazioni vincolari corrispondentemente
più intense.
Questo, senza neppure considerare i vincoli posti dalla teoria della
relatività, già di per sé limita la velocità
massima di rotazione di un oggetto. Ad un certo punto, infatti, la forza
necessaria per tenere assieme l’oggetto diventa così grande che i
legami tra le varie parti dell’oggetto non sono resistenti a
sufficienza. L’oggetto, in pratica, finisce per rompersi, per
disgregarsi. Questo si può sperimentare direttamente, ad esempio,
prendendo un bastoncino lungo e sottile. Se lo si fa roteare rapidamente
(ad esempio vibrandolo come una frusta), può accadere che la sua
estremità si spezzi, avendo dovuto sopportare uno sforzo troppo
grande. Se l’oggetto in questione non è rigido (ad esempio le
stelle sono costituite da gas), accade semplicemente che gli strati
più esterni rimangono “indietro” rispetto a quelli più
interni, ruotando a velocità inferiore (la relazione v =
ω×R con ω costante vale soltanto per corpi rigidi).
Tutto questo discorso vale a prescindere dal fatto che la
velocità della luce è un limite invalicabile. Infatti, la
situazione in cui l’oggetto si disgrega o si deforma avviene normalmente
a velocità molto inferiori a quelle della luce
300000 km/s). La teoria della relatività aggiunge però un
ulteriore elemento. Secondo essa, infatti, nessun corpo riesce a
raggiungere (né tantomeno superare) la velocità della
luce, perché via via che accelera fino a questo valore limite
l’energia richiesta aumenta in misura sproporzionata. Per valori molto
prossimi a c, un aumento minuscolo di velocità richiede
un’energia immensa. Al limite, per raggiungere esattamente c, ne
sarebbe necessaria una quantità infinita.
Dunque, se anche un oggetto rotante fosse costituito da un materiale
resistentissimo, in grado di sopportare sforzi enormi, gli strati
esterni del corpo richiederebbero una quantità infinita di
energia per aumentare la propria velocità di rotazione fino a
raggiungere (e superare) quella della luce, cosa chiaramente
impossibile!
Infine, per il caso particolare degli oggetti astronomici, si
può rivedere tutto il discorso da un altro punto di
vista. Infatti, gli oggetti celesti si formano quasi tutti grazie alla
condensazione ed aggregazione di nubi di particelle, che si accumulano a
causa della forza di gravità che le attira verso il loro
centro. Le singole particelle, nel loro percorso che le porterà a
costituire il nuovo astro, obbediscono alle leggi della
relatività, e pertanto non potranno mai accelerare fino a
superare la velocità della luce. Per questo, dal momento che
nessuna arriva mai a raggiungere c, continueranno a muoversi
più lentamente di questo valore anche quando faranno parte
dell’oggetto formato. Nessuna sua porzione, quindi, si troverà in
moto con velocità superiore a c.