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Warp drive e il problema dei lampi gamma

Creato il 05 marzo 2012 da Zonwu
propulsione curvatura
Negli ultimi anni si è sviluppata una corrente di pensiero, supportata da sostenitori sempre più numerosi, che considera le tecnologie per il viaggio iperluminale come una possibilità concreta, piuttosto che pura fantascienza. Lo scopo di questo post non è quello di discutere la fattibilità di alcune delle proposte (del tutto teoriche) avanzate fino ad ora per infrangere la barriera della luce, ma analizzare un aspetto spesso sottovalutato quando si tratta di superare distanze cosmiche: l'infinitamente piccolo.
Uno dei metodi proposti per superare la velocità della luce (o meglio, aggirarne il limite) è la "Alcubierre drive",  il concetto più simile alla propulsione a curvatura di Star Trek. Per chi fosse a digiuno di fantascienza, ecco un breve riassunto dell'idea: secondo il fisico teorico messicano Miguel Alcubierre sarebbe possibile modificare la geometria dello spaziotempo accorciando le distanze senza agire sulla velocità, ma sulla distanza da superare.
Prendete un foglio di carta e una matita, e segnate due punti alle estremità opposte del vostro spaziotempo cartaceo. Sadici come bimbi di 6 anni, posizioniamo una povera formica in corrispondenza del punto A, attendendo con impazienza che raggiunga il punto di destinazione B.
E' facile intuire, man mano che la formica vaga a zonzo per il foglio, che la distanza minore tra i due punti è una linea retta, e che il tempo di percorrenza di questa distanza diminuisce con l'aumentare della velocità della formica. Si tratta di geometria bidimensionale elementare, ma che in un iperspazio tridimensionale inizia a perdere i suoi connotati tradizionali.
Per rendere tutto più chiaro: l'unico modo per diminuire il tempo di percorrenza tra i due punti senza far correre la povera formichina come una dannata è quello di piegare il foglio, in modo tale che i punti arrivino quasi a coincidere, portando la distanza tra i due in prossimità dello zero.
Alcubierre ipotizzò la possibilità (del tutto teorica, soprattutto per ragioni legate alla quantità di energia necessaria) di poter incapsulare una navetta spaziale all'interno di una "bolla warp" in grado di modificare lo stesso tessuto spazio-temporale dell'universo.
warp drive alcubierre
Questo fenomeno si verifica naturalmente nell'universo: l'enorme massa di una stella piega lo spaziotempo come una palla di piombo appoggiata su una tela di di stoffa, e la nave di Alcubierre si comporterebbe proprio come un oggetto di grande massa: lo spazio davanti alla bolla viene compresso, mentre quello dietro al guscio fatto espandere.
In questo modo, nessuno viola la relatività einsteniana, e si supera la barriera della velocità della luce relativamente al movimento degli altri oggetti dell'universo che si spostano a velocità sub-luminale. Tralasciando l'attuale impossibilità di realizzare un'astronave del genere, è del tutto umano immaginare un futuro più o meno lontano in cui l'essere umano viaggia nello spazio all'interno di bolle warp. Sognare non costa nulla, e l'ultimo decennio ci ha dimostrato che spesso occorrono solo 30-40 anni per veder realizzata la fantasia di un autore di fantascienza.
L'errore in cui spesso si incorre, tuttavia, è quello di limitarsi alle possibilità future senza considerare le impossibilità tecnice potenzialmente insormontabili. Nel caso della bolla warp di Alcubierre, ad esempio, un recente studio dell'Università di Sidney ha considerato un problema che noi "profani" spesso sottovalutiamo: le particelle elementari possono essere letali se raggiungono la giusta velocità.
Un'ipotetica nave stellare dotata di "warp drive" e diretta verso Alpha Centauri accende la sua iperguida, viene incapsulata da una "iperbolla" e parte istantaneamente a velocità massima verso la sua destinazione, senza sperimentare effetti spiacevoli dovuto all'accelerazione o all'inerzia, e passando attraverso nubi di gas interstellare, polveri cosmiche e planetarie, o oggetti più densi di un agglomerato di molecole.
Secondo Brendan McMonigal, Geraint Lewis e Philip O’Byrne, durante il viaggio dell'astronave ogni particella microscopica davanti alla bolla warp verrebbe catturata dalla bolla stessa, concentrandosi nella parte posteriore del guscio spazio-temporale.
Quando una bolla di Alcubierre decelera da velocità superluminali, le particelle accumulatesi nella parte posteriore verrebbero rilasciate in fasci particolarmente potenti, con effetti devastanti per chiunque si dovesse trovare davanti all'astronave.
"Ogni persona che si dovesse trovare a destinazione" spiegano i ricercatori, "subirebbe un'esposizione letale a raggi gamma e particelle ad alta energia. La cosa interessante è che i fasci di particelle ad alta energia rilasciati a destinazione non hanno un limite massimo. Si può continuare a viaggiare per distanze sempre più lunghe per aumentare l'energia rilasciata a destinazione, uno degli strani effetti della Relatività Generale. Sfortunatamente, anche per viaggi di breve durata l'energia rilasciata è così potente da distruggere ogni cosa di fronte all'astronave".
La situazione si complica se consideriamo che i ricercatori hanno analizzato solo le emissioni di particelle dalla parte frontale e dal retro dell'ipotetica bolla warp. Le emissioni letali potrebbero espandersi anche lateralmente, trasformando la nave spaziale in una sorta di bomba a raggi gamma.
Possiamo considerare la bolla di Alcubierre un concetto da archiviare? Fino a 10 anni fa, l'idea dell'invisibilità ottica sembrava impossibile;oggi, a meno di una generazione di distanza, il concetto è tutt'altro che fantascientifico, e alcune ricerche estremamente affascinanti stanno fornendo i primi risultati utili. Etichettare la propulsione a curvatura spazio-temporale come impossibile è ancora troppo presto; se siete dotati di una discreta dose di pazienza, tra qualche decade torneremo sicuramene a parlarne in modo molto più concreto.
Warp drives may come with a killer downside

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