Dal veliero all'aereo supersonico, dal razzo all'Enterprise

Prima o poi accadrà. Così come si è passati dalle traversate transoceaniche a bordo di velieri, ai moderni aerei a turbojet, un domani si passerà dagli attuali primitivi razzi, alle navi "a curvatura" che permetteranno di raggiungere pianeti di altri sistemi solari.

Il principio di funzionamento di queste future navi spaziali "Enterprise" è già conosciuto. E' sufficiente osservare e copiare la natura, anche se ovviamente il modo per farlo è tutto un altro paio di maniche.
Lo spazio tempo, come ci ha spiegato Einstein con le sue teorie relativistiche, ha un tessuto che viene deformato dalla presenza di grandi masse. Per esempio nell'immagine superiore è schematizzata la curvatura dello spazio attorno alla Terra, con la Luna che corre sul bordo di questa curvatura, come fosse una pallina della roulette.

In effetti la rappresentazione nell'immagine è a due dimensioni, mentre la curvatura dello spazio tempo dovrebbe interessare tutte e tre le dimensioni.
Naturalmente l'affossamento prodotto nello spazio tempo è proporzionale alla massa dell'oggetto contenuto: quello prodotto dal Sole sarà ancora maggiore, quello prodotto dalla stella Bentelgeuse che ha un diametro mille volte il Sole sarà ancora più profondo.

E un buco nero? Un buco nero ha massa infinita, secondo alcuni scienziati, non produrrebbe un fosso nel tessuto dello spazio tempo, ma un vero e proprio strappo.
Questo strappo potrebbe essere collegato attraverso un tunnel gravitazionale ad un'altra uscita in un'altra regione dell'universo.

Ecco allora come potrebbe funzionare una nave "Enterprise" nella realtà:
dovrebbe essere in grado attraverso un sistema artificiale di produrre gli effetti della curvatura dello spazio tempo che produrrebbe un corpo celeste molto massivo, come un buco nero. In questo caso avremmo un funzionamento diverso da quello di un attuale razzo: non sarebbe la nave a percorrere lo spazio, ma lo spazio tempo a contrarsi e spostarsi "verso" la nave.

Qualcuno ha suggerito per esempio di far esplodere due bombe nucleari all'idrogeno contemporaneamente a distanza ravvicinata. Nel punto intermedio fra le due esplosioni teoricamente si dovrebbe formare un buco nero a causa delle tremende pressioni generate dalle esplosioni... Un sistema molto grezzo e molto pericoloso. C'è da augurarsi che in futuro si escogiti qualcosa di meglio.

Naturalmente produrre l'effetto "curvatura" è più facile a dirsi che a farsi. Per il momento dovremmo accontentarci di studiare sistemi più "modesti" per uscire dall'atmosfera terrestre (vedi "L'ascensore spaziale ed altri sogni"). Ma intanto cominciano ad essere immaginate teorie per superare il problema curvatura:

"Warp Speed: La NASA a caccia della Bolla di Curvatura

TEXAS- Viaggiare nello spazio più veloci della luce come la U.S.S. Enterprise non è solo uno dei sogni fantascientifici che animano gli appassionati di Star Trek. Esiste, infatti, una “lacuna” nella Teoria della Relatività Generale di Albert Einstein che potrebbe consentire ad una nave spaziale di attraversare enormi distanze a velocità superluminali. Il trucco? Non è la nave stellare che si muove ma lo spazio circostante che si “distorce”. Ora, gli scienziati della NASA stanno lavorando per cercare la prima prova di questa distorsione o curvatura. Secondo la teoria di Einstein, un oggetto con una certa massa non può viaggiare alla velocità della luce o più veloce ma fin dalla prima serie di Star Trek siamo stati abituati a vedere l’Enterprise a velocità warp, merito del motore materia – antimateria e del genio creatore della serie, Gene Roddenberry.

Quando materia e antimateria si scontrano, la loro massa viene convertita in energia cinetica in armonia con la formula di equivalenza massa – energia di Einstein, E = mc^2. Detto altrimenti, la collisione materia – antimateria non è altro che una potente fonte di energia e di carburante ma non sarebbe comunque sufficiente a spingere una nave stellare a velocità superiori a quella della luce. Tuttavia, è grazie a Star Trek che la parola “warp” è ora praticamente sinonimo di viaggi superluminali. Decenni dopo la serie originale di Star Trek, il fan e fisico Miguel Alcubierre iniziò a sostenere che forse un motore a curvatura sarebbe possibile. Oggetti con una massa non possono muoversi più velocemente della luce ma cosa succederebbe se, invece della nave che si muove attraverso lo spazio, fosse lo spazio a muoversi intorno alla nave? Lo spazio non ha massa, e sappiamo anche che lo spazio è flessibile e si sta espandendo dal momento del Big Bang (lo sappiamo analizzando il redshifting delle galassie lontane). Alcubierre ha usato queste informazioni per trovare una scappatoia dal “limite di velocità universale”: nella sua teoria è lo spazio davanti alla nave a contrarsi mentre quello posteriore si espande, consentendo alla nave di viaggiare più velocemente della luce. La nave stessa rimarrebbe in quello che Alcubierre ha definito una “bolla di curvatura” e, all’interno di tale bolla non andrebbe mai più veloce della luce.

Da quando ha pubblicato il libro “The Warp Drive: Hyper-fast travel within general relativity“, nel 1994, ha fornito ulteriori spunti a fisici e scrittori di fantascienza – si tenga presente che, ad oggi, il motore a curvatura di Alcubierre è ancora qualcosa di puramente teorico. Il primo passo da fare è dimostrare che una bolla a curvatura è possibile e può essere creata artificialmente e questo è quello che il fisico Harold “Sonny” White del NASA Johnson Space Center in Texas, sta cercando di fare. Secondo la teoria di Alcubierre, si potrebbe creare una bolla di curvatura mediante l’applicazione di energia negativa, o di energia creata nel vuoto. Questo processo si basa su l’effetto Casimir che afferma che il vuoto non è in realtà vuoto ma pieno di onde elettromagnetiche fluttuanti. Tali onde creano energia negativa, che distorce, forse, lo spazio – tempo, generando una bolla di curvatura.

Per verificare una distorsione spazio – tempo, gli scienziati hanno utilizzato due laser, uno nel vuoto e uno nello spazio normale, confrontando i risultati. Se la lunghezza d’onda di quello che ha attraversato il vuoto è differente (allungata, cioè spostata verso il rosso), allora il fascio deve esser passato in una bolla di curvatura. White e il suo team sono al lavoro da un paio di mesi ma ancora non hanno ottenuto chiare letture: il problema è che il campo di energia negativa è così piccolo che è facilmente influenzabile da qualsiasi minima variazione sulla Terra. Ora, l’esperimento continuerà presso un laboratorio sismicamente isolato presso il Johnson Space Center, originariamente costruito per i test del programma Apollo. Nel frattempo possiamo attendere il 13 giugno quando anche nelle sale cinematografiche italiane arriverà il prossimo Star Trek Into Darkness."
(www.altrogiornale.org)