Spazio, ultima frontiera

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“Spazio, ultima frontiera…” con queste parole si aprono gli episodi di Star Trek, longevissima serie televisiva iniziata nel 1966 ma che ancora oggi genera film e spin off.

Nel caso siate parte del 2% della popolazione occidentale che non la conosce, la serie narra dei viaggi dell’astronave Enterprise, in missione esplorativa negli angoli più remoti del cosmo. Un assunto fondamentale del mondo alternativo che la serie immagina è l’esistenza di “motori a curvatura”, in inglese “warp drives”. Questa tecnologia (letteralmente) fantascientifica permette alle astronavi dell’universo di Star Trek di viaggiare a velocità superiori a quelle della luce, colmando le enormi distanze tra le stelle. Per intenderci, se potessimo viaggiare alla velocità della luce, la stella più vicina a noi sarebbe comunque a più di quattro anni di viaggio di distanza. L’altro lato della galassia? 100’000 anni di viaggio circa. 

L’esistenza di tecnologia capace di farci volare più veloci della luce è qualcosa che ha profondamente affascinato l’umanità per decenni, e per una semplice ragione: se vogliamo visitare mondi diversi dal nostro, o si viaggia più rapidi della luce oppure ci si rassegna a tempi di viaggio millenari. 

E sia chiaro, i nostri scienziati ci hanno provato. Ma vi è un ostacolo piuttosto grande. Probabilmente avrete già sentito dire che nulla può viaggiare alla velocità della luce. Questo è solo parzialmente esatto, la realtà è che nulla può essere accelerato a quella velocità, dato che una simile impresa richiederebbe una quantità di energia infinita. Mi interrompo prima di approfondire per avvisare i lettori: i temi che andremo a trattare non sono affatto intuitivi, si parla di leggi e fenomeni che pochissimi scienziati al mondo comprendono davvero. Vi chiedo quindi di avere fiducia e di accettare alcune informazioni che vi darò così come vengono presentate, dal momento che comprenderle appieno richiede decenni di studio. Insomma, per rendere l’articolo leggibile sarò spesso avaro di dettagli. 

Gli scienziati ci hanno provato, dicevamo. Ma con risultati, finora, scarsi. Una fonte di energia infinita non esiste, e questo ha portato il viaggio superluminale (= più veloce della luce) a essere bollato come “fisicamente impossibile”. In molti però hanno pensato che se avessimo chiesto a un contadino europeo nel 1600 se gli esseri umani avrebbero mai potuto volare, ci avrebbe risposto la stessa cosa. 

Impossibile, fino al 1994. Miguel Alcubierre, un fisico messicano, teorizza il “motore Alcubierre”, una macchina che potrebbe muoversi più rapidamente della luce contraendo lo spazio di fronte a sé e espandendolo dietro. Contrarre e espandere spazio? Eh? Qui cominciamo a doverci spremere un po’ le meningi. Fortunatamente, vi sono persone determinate a rendere questi concetti comprensibili anche a noi comuni mortali. In poche parole, siamo abituati a pensare allo spazio come a un semplice vuoto. Un niente, in pratica. Questo ha senso in termini pratici, per quanto riguarda cose come stazioni spaziali e viaggi verso la luna. Ma non è la verità. Lo spazio è qualcosa, così come un foglio su cui abbiamo fatto un disegno è qualcosa anche se ciò che vediamo è solo il disegno: Einstein lo chiamava “tessuto spazio-temporale”, e sempre secondo Einstein poteva essere manipolato. Nel 1994 non si sapeva ancora se fosse vero né tantomeno come fare, quindi Alcubierre teorizza un'”energia negativa” capace di contrarre e espandere lo spazio per risolvere il problema. Per questa ragione il motore di Alcubierre è sempre stato una curiosità e poco più, un modo di spostarsi usando una forma di energia che non esiste.

Ma gli umani, determinati a continuare a sognare, hanno perseverato nella ricerca. Nel 2016 una rete di osservatori sparsi in tutto il mondo (tra cui LIGO in Italia) hanno per la prima volta rilevato le “onde gravitazionali”. Cosa sono? Molto lontano da noi, due buchi neri si sono scontrati. Questi oggetti astrali dalla massa incomprensibile (si parla di miliardi di volte quella del nostro sole) hanno iniziato a girarsi intorno vorticosamente, a velocità immani. La gravità di questi oggetti è tale che, una volta combinata con quei movimenti tanto rapidi, hanno schiacciato e allungato lo spazio intorno a loro in modo tanto violento e ritmico da poter essere rilevato sulla terra. Se fossimo stati abbastanza vicini, avremmo potuto sentire i nostri timpani vibrare. 

La scoperta è stata rivoluzionaria, e ha provato definitivamente qualcosa che già Einstein aveva teorizzato: la gravità influenza lo spazio. Bobrick e Martire, due fisici che scrivono su AppliedPhysics.org, hanno riesumato l’idea del motore Alcubierre poiché ora, in teoria, sappiamo come farlo funzionare. Comprimendo e imbrigliando quantità enormi di massa in un modulo abbastanza piccolo da poter essere montato su un’astronave, potremmo generare tanta gravità da comprimere lo spazio di fronte a noi. Immaginatevi di nuotare verso una cascata, con la corrente che diventa sempre più veloce man mano che ci si avvicina. Ora immaginate una cascata che si trova perennemente ad alcuni metri da noi: continueremmo ad accelerare, spinti verso una cascata sempre alla stessa distanza. 

Il motore rimane un costrutto puramente teorico, ma ora si tratta di teoria che è stata provata. Sappiamo cosa va fatto, ma non ancora come farlo. Sapendo questo, voi direte “e quindi?”. Beh, sapere esattamente cosa fare ci pone quantomeno sulla strada giusta. Gli umani non hanno mai capito al 100% come funziona il nostro universo, quindi ci inventiamo storie che tentino di spiegare tutti i meccanismi che osserviamo. Queste storie si chiamano teorie, e gran parte del lavoro è provarle. Lavorare in base a una teoria provata è molto più facile che lavorare verso un obbiettivo sconosciuto.

Se un tempo credevamo che le meteore fossero l’ira degli Dei che si abbatteva su di noi, ora sappiamo cosa sono. Se una volta credevamo che viaggiare più veloce della luce fosse impossibile, oggi non solo sappiamo che non è vero, sappiamo anche come. E chissà cosa sapremo tra 10, 100 o 1000 anni. In ogni caso, le stelle che guardiamo fin da quando eravamo poco più che scimmie sembrano essere un po’ più vicine. 

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