Là dove mai nessuno è giunto prima
Mi ha sempre affascinato la nave interstellare di Star trek. Viaggiare tra le galassie alla scoperta di nuovi mondi. Ci piace pensare che l’intero universo sia stato costruito per noi circa 14 miliardi di anni fa. Che siamo essere speciali, unici. In realtà esistiamo su un piccolo pianeta del nostro sistema solare composto da una stella ( il sole) e 8/9 pianeti ( forse 10). Abitiamo in una piccola galassia ( la via lattea ) che contiene dai 200 ai 400 miliardi di stelle (soli) a loro volta sistemi solari, che contengono migliaia di miliardi di pianeti e tra questi sicuramente milioni di pianeti simili alla terra. Questa galassia fa parte di un gruppo di circa 2000 miliardi di galassie conosciute… pensate di essere soli?
nel cielo notturno, ogni puntino luminoso ha dei pianeti che girano intorno, molti di quei pianeti potrebbero essere simili alla terra. Davvero siamo convinti che l’intero universo esiste solo per noi?
Il morore a curvatura di Star Trek
Quanto sarebbe bello viaggiare in lungo e in largo nel nostro sistema solare, nella nostra galassia o addirittura andare oltre, verso altre galassie, con una nave interstellare?
In realtà al momento è solo utopia. L’arretratezza del nostro livello tecnologico è disarmante.
Almeno in teoria sarebbe possibile ! ma come?
Sappiamo che la luce viaggia a 299.792,458 km/s semplificato in 300.000 km/s. Sappiamo , che non è possibile superare tale velocità. Sarebbe bella una nave capace di viaggiare a tale velocità?
Forse solo per andare a fare la spesa, in realtà servirebbe a poco. Anche se riuscissimo a viaggiare a tale velocità non arriveremo da nessuna parte.
Se andassimo alla velocità della luce arriveremmo sulla luna in circa 1,28 secondi (urca!). Dopo circa 8,33 minuti raggiungeremmo il sole: la meta non sarebbe entusiasmante ( se esplodesse, dalla Terra, ce ne accorgeremmo 8 minuti dopo !).
Più o meno in 433 anni approderemmo sulla stella Polare. Oltre 2.5 milioni di anni per arrivare nella galassia a noi più vicina “Andromeda”. Alcuni miliardi di anni per spingersi verso le galassie più lontane.
1 ora luce corrisponde a circa 1.080.000.000 miliardi di chilometri (circa la distanza tra il Sole e i pianeti Giove e Saturno).
Per uscire dal nostro sistema solare ci vorrebbero circa 5,4 ore (5 h 24 min) luce distanza Terra – Plutone
La stella più vicina alla Terra (escluso il Sole), Proxima Centauri, dista 4,22 anni luce, cioè poco meno di 40.000.000.000.000 (quarantamila miliardi) di km.
Il disco della nostra galassia, la Via Lattea, ha un diametro di circa 100.000 anni luce.
Ma non preoccupatevi! Al momento il veicolo più veloce mai costruito dall’uomo è anni luce dai veicoli di Star Trek. E’ una sonda interplanetaria in grado di raggiungere 20 km/sec. Cioè 15mila volte più lento della velocità della luce. Attualmente con la nostra tecnologia siamo in grado di costruire solo tartarughe spaziali e neanche poi tanto sveglie.
La sonda Voyager I lanciata nel 1977; si calcola viaggi alla velocità di circa 61.000 km/h , percorrerà la distanza di 1 anno luce in circa 17.700 anni.
Il tutto ci porta ad una fondamentale considerazione. Quando guardiamo le stelle ( le galassie le nebulose, per chi ha la vista lunga) nel cielo notturno, guardiamo fondamentalmente in un passato lontano. Le stelle che osserviamo ogni notte ci appaiono come erano anni fa. Stiamo in realtà osservando la luce che partì dalla superficie di quella stella sicuramente tanto tempo fa. Forse la stella che osserviamo e abbiamo eletto come nostro punto di riferimento non esiste più.
Qualcuno ha detto che l’Astronomia è l’attività che osserva il “passato” per capire il presente e immaginare il futuro.
La teoria della relatività di Albert Einstein in Star Trek
E=mc2.
L’energia (E) di un corpo qualsiasi, è legata alla sua massa (m) secondo la famosa equazione E=mc2, dove “c” è la nostra velocità della luce (299.792,458 km/s).
Star Trek parte da questa teoria fondamentale inconfutabile.
Questa formula evidenzia che energia e massa sono due entità equivalenti, e che possono trasformarsi l’una nell’altra. Ovvero dimostra che se acceleriamo un oggetto (anche se noi non ce ne accorgiamo) l’energia che gli imprimiamo andrà ad incrementare la sua massa. Più aumenta tale velocità più energia occorre per aumentarne ulteriormente la velocità, e questo accade perché sempre più energia si trasforma in massa. Ecco quindi che, quanto più ci si avvicina alla velocità della luce, tanto più l’oggetto diventa massiccio e inamovibile. Al 99,9% della velocità della luce, per esempio, un uomo di 80 kg avrebbe una massa di circa 2 tonnellate. Strano! più corriamo veloci e più aumenta il nostro peso. Per dimagrire occorre correre con calma. Spingerlo oltre la barriera della luce avrebbe come unico effetto incrementare ulteriormente, di tantissimo, la sua massa – e sarebbe anche un bel problema rallentarlo! — lasciando la velocità pressoché inalterata per cui la velocità della luce non è raggiungibile e tantomeno superabile.
In realtà alcuni studi teorici avrebbero dimostrato l’esistenza di particelle, dette TACHIONI, che avrebbero la proprietà di viaggiare a velocità superiori a “c”. – anche queste non facili da fermare -ma questa è un’altra storia.
A noi poco importa: il punto è che, se andassimo a velocità prossime alla luce avremmo un sacco di problemi ( saremmo tutti obesi). Esplorare le galassie sarebbe come tentare di dimagrire accodati ad una tartaruga.
Riassumendo: non è possibile raggiungere la velocità della luce né tanto meno superarla. Anche se andassimo a velocità prossima a quella della luce saremmo troppo lenti per viaggi interstellari. Al massimo si potrebbe fare qualche giro nel nostro sistema solare.
Allora siamo destinati a vivere per sempre su questo minuscolo pianeta? Al massimo su un altro pianeta vicino?
Cosa dicono i teorici di Star Trek?
Qual è la distanza più breve tra due punti?
È la retta che li congiunge
Ma c è un’alternativa
Sappiamo che enormi masse o enormi quantità di energia ( sono le stessa cosa) posso curvare lo spazio. È ciò che succede intorno al sole o qualsiasi altra stella: lo spazio intorno è curvato e i pianeti vi gravitano.
È allora teoricamente ipotizzabile che se un veicolo potesse produrre altissima energia, sufficiente a curvare lo spazio circostante, allora la distanza più breve tra due punti sarebbe uguale alla maggiore curvatura dello spazio, ottenibile tra i due punti.
Star Trek Segue…
Wrap drive ?
La relatività ci insegna che non è possibile andare più veloci della luce.
Perché non si può superare la velocità della luce ?
Einstein ha dimostrato che per imprimere velocità ad un corpo, di massa “m”, occorre energia. Più si vuole aumenta la velocità più necessita energia. Più ci avviciniamo alla velocità della luce, più l’energia necessaria per accelerare il corpo, aumenta, diventando pressoché infinita, in prossimità della velocità della luce. Ne consegue che, per raggiungere la velocità della luce, ci vorrebbe energia infinita e tanto meno, tale velocità potrebbe essere superata. Per quanto ci si provi l’energia spesa diventerebbe sempre più grande… infinita. Le uniche particelle esistenti che viaggiano alla velocità della luce sono i fotoni i quali non hanno massa. La legge di Einstein esclude la possibilità che una massa possa raggiungere e tanto meno superare la velocità della luce. Necessiterebbe una impressionante, infinita, fonte di energia.
Esistono particelle in natura che di loro vanno a velocita superiori alla luce ?
I tachioni… ma questa è un’altra storia.
Andare oltre la luce porterebbe dei paradossi: ad esempio comunicate a velocita superiori alla luce porterebbe la risposta indietro nel tempo, prima della chiamata.
Per la teoria della relatività generale sappiamo però, che lo spazio può essere curvato.
Tale teoria non nega altresì che lo spazio può essere contratto o dilatato a velocità superiore alla luce. È ciò che avviene nei buchi neri! al di là dell’orizzonte degli eventi, lo spazio viene deformato a velocità molto superiori a quella della luce. Lo dimostra il fatto che la luce che lo attraversa non riesce più a sfuggire: rimane intrappolata dallo spazio che si muove a velocità superiore ad essa. Per cui a livello teorico, vi è piena compatibilità tra relatività e il fatto che lo spazio può essere dilatato a velocità superiori a quella della luce.
Anche per dilatare lo spazio l’energia richiesta è impressionante. Se avessimo energia a sufficienza lo spazio potrebbe essere espanso o compresso a velocità superiore a quella della luce.
Affinché una massa ( una navicella) possa approfittare di tale possibilità occorre che lo spazio intorno ad essa sia salvaguardato. Occorrerebbe una bolla, ( una bolla di protezione gravitazionale con all’interno la nave ) all’interno della quale sarebbe trasportata, la massa, circondata da spazio statico. Mentre all’esterno, della bolla, lo spazio sarebbe espanso o compresso a grandissime velocità.
È evidente che altra energia servirebbe per creare la bolla.
L’obiettivo sarebbe quindi un sistema di propulsione che, manipolando lo spazio-tempo, generi una bolla gravitazionale. Questa potrebbe muoversi contraendo lo spazio davanti a se ed espandendolo dietro di se. Il tutto è simile ad un surfista su una tavola da surf mentre cavalca un‘onda. La tavola è fissa sull’onda mentre l’acqua la proietta in avanti.
Nel 1994 Miguel Alcubierre fisico, ha dimostrato che il motore a curvatura sul modello di Star Trek, è perfettamente compatibile con la relatività einsteiniana e con le leggi della fisica conosciute.
Quando sarà possibile dare origine ad una piccola bolla di curvatura?
che tipo di materia ci vorrebbe per far funzionare un motore a curvatura ?
Materia con massa negativa! Questa non è l’antimateria conosciuta, in realtà non conosciamo alcuna materia con massa negativa. C’è una speranza! Nell’energia oscura, l’energia dello spazio vuoto o energia zero.
Qualcuno nutre molte speranze nell’energia che tiene gli elettroni intorno ai nuclei, i pianeti intorno ai soli, ma questa per ora solo teorica: esiste davvero ? E quanta ne servirebbe per una bolla gravitazionale?
Come sarebbe possibile governare la bolla ? I problemi sembrano infiniti. Resta il fatto che in teoria il motore a curvatura non viola nessuna legge fisica… sarebbe possibile. La nostra è solo limitazione tecnologica: anche un cellulare era fantascienza 50 anni fa.
È probabile che lasciando il problema della possibilità di viaggi tra le galassie dell’universo a l’intelligenza artificiale si possono avere risultati in tempi più brevi
Poco probabile considerato che ancora non c’è un Intelligenza Artificiale capace di immaginare come fa la mente umana …. E’ la capacità di immaginare quello che ancora non esiste che permette poi di realizzarlo…. sempre se la cosa è possibile. Ad immaginare un’ Intelligenza Artificiale capace di immaginare già ci siamo, ma a realizzarla ancora no. Realizzare un Intelligenza Artificiale capace di immaginare credo che sia un problema come quello di poter superare la velocità della luce.
L intelligenza artificiale sarebbe possibile solo grazie ad un cervello positronico ( come DAta) ovvero capace di memorizzare e processare quantità enormi di dati …ancora siamo all’ età del bronzo .
Che articolo affascinante! Siamo agli albori di tecnologie che tra qualche secolo ci potrebbero davvero sorprendere. Il discorso che esista la vita altrove regge, però non sappiamo (ne lo sapremo) a quale livello è arrivata la loro natura. Penso che le distanze siderali siano il limite di tutti nell’universo.
Infine per quanto riguarda la velocità della luce, se ho ben capito, per spingere un corpo di una massa di 100.000 Kg a tale velocità, ci vorrebbe l’energia sprigionata dal sole in un anno. Ho sbagliato di tanto?
Si, livelli di energia impensabili. L ‘ alternativa è la propulsione a curvatura!