di Leonardo Hernandez

Questo saggio partecipa al concorso Hansel e Greta. La selezione coinvolgera’ una giuria di esperti e una popolare. Per votare cliccare su questo link, selezionare il tema desiderato e cliccare sul pulsante “vota” in fondo alla pagina.

Agli inizi del ‘900 la nostra visione del mondo cambiò totalmente. Scoprimmo che la maggior parte delle leggi fisiche che utilizziamo tutt’oggi per descrivere ciò che ci circonda crollano non appena osserviamo l’infinitamente grande e l’infinitamente piccolo.

Questo però diede spazio a nuove teorie. Una delle più importanti fu la Teoria della Relatività di Einstein. Con la relatività riuscimmo finalmente a spiegare e interpretare la maggior parte dei fenomeni del macrocosmo con una precisione altissima e questo portò anche a nuove scoperte sbalorditive: grandezze come il tempo, le lunghezze e le masse non sono costanti ma variano al variare della velocità o in presenza di un campo gravitazionale molto intenso; i tempi si dilatano, le lunghezze si contraggono e le masse aumentano.

Da questa teoria però, emerge un’altra conseguenza tanto affascinante quanto inquietante: nessun corpo dotato di una massa può avvicinarsi o superare la velocità della luce. Da questo fatto arriviamo ad una conclusione non molto piacevole: siamo confinati nel nostro sistema solare, poiché anche se riuscissimo ad avvicinarci a velocità prossime a quella della luce, le dimensioni dell’universo sono immense e impiegheremmo milioni di anni per raggiungere mete relativamente vicine.

I film fantascientifici non si sono dati per vinti e hanno tentato di creare nuove soluzioni per raggiungere velocità superluminali. Una di queste, il motore a curvatura di Star Trek, suscitò l’interesse del fisico Miguel Alcubierre che nel 1994, nel suo articolo “The warp drive: hyper-fast travel within general relativity”, sviluppò un modello teoricamente possibile che non andava contro nessuna legge fisica. Il motore di cui ci parla Alcubierre però, a livello pratico era ed è impossibile da costruire con le tecnologie odierne. Infatti, per poter adottare questo tipo di propulsione, dovremmo disporre di un’immensa quantità di energia negativa che ancora non è stata scoperta.

Ma come funziona questo motore?

La teoria di Einstein ci parla dell’impossibilità di raggiungere velocità superluminali da parte di oggetti che appartengono allo spazio-tempo, la struttura dell’universo che può essere più o meno incurvata dalla presenza di masse, ma non vieta di farlo allo spazio-tempo stesso.

Ed è proprio a questo che la propulsione a curvatura punta: il suo obiettivo è quello di curvare lo spazio a livello locale, ovvero intorno all’astronave contraendolo davanti e dilatandolo dietro, così da permettere al mezzo di viaggiare alla cosiddetta “velocità di curvatura” riducendo drasticamente la distanza da percorrere e il tempo impiegato.

Come già detto però per poter curvare lo spazio-tempo è necessario un qualcosa che ancora non abbiamo. Recentemente uno studio condotto dall’astrofisico Erik Lentz ha portato a una svolta nello sviluppo di questa tecnologia. Osservando gli studi già esistenti, Lentz ha notato che alcune configurazioni di curvatura dello spazio-tempo, che prendono spunto dai solitoni, non erano state analizzate. Il solitone, o in questo caso bolla di curvatura, è un’onda compatta che mantiene costanti la sua forma e velocità.

Lentz ha quindi derivato le equazioni di Einstein per delle configurazioni di solitoni non ancora scoperte, trovando dei tipi di curvatura spazio-temporali che si potrebbero generare con energia positiva (quella che utilizziamo tutti i giorni). Se riuscissimo a generare sufficiente energia, riusciremmo a raggiungere nuove mete in tutto l’universo in tempi brevissimi. Per raggiungere Proxima Centauri, la stella più vicino a noi che si trova a circa 4.3 anni luce, arriveremmo a parlare di giorni e non di migliaia di anni come con gli attuali sistemi di propulsione. Inoltre, le forze mareali all’interno del solitone sarebbero piccolissime, così da non causare complicazioni di tipo relativistico, come la dilatazione dei tempi.

Il prossimo passo per la creazione di questo innovativo sistema di propulsione è quello di cercare un modo per ridurre drasticamente i consumi energetici, che sono ancora altissimi, e creare dei nuovi sistemi per proteggere l’equipaggio dalle brusche accelerazioni, dal pulviscolo e dai meteoriti presenti nello spazio, che a velocità così elevate diventano veri e propri proiettili. Se riuscissimo in ciò, il motore a curvatura potrebbe rivoluzionare le nostre vite e il modo in cui concepiamo l’universo, portandoci alla scoperta di mondi ancora a noi sconosciuti.

Bibliografia e sitografia:

http://www.uonna.it/viaggi-interstellari-fisica-star-trek.htm

https://www.futuroprossimo.it/2021/03/motore-a-curvatura-ce-il-primo-modellogenerale/

https://it.wikipedia.org/wiki/Propulsione_a_curvatura#cite_note-2

https://it.wikipedia.org/wiki/Spaziotempo

https://notiziescientifiche.it/motore-a-curvatura-scienziato-propone-nuovo-modello-che-non-richiede-energia-negativa/

https://www.media.inaf.it/2021/03/12/solitoni-superluminali/

La fisica di Star Trek, di Lawrence M. Krauss e Stephen Hawking, Tea editore

Dal big bang ai buchi neri, Stephen W. Hawking