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I romanzi e i film di fantascienza sono ricchi di idee stravaganti. La maggior parte delle volte fanno solo da sottofondo alla trama, senza seri tentativi di prevedere le tendenze future della scienza o della tecnologia. Ed è un peccato, perchè la fantascienza non prevede il futuro, ma lo ispira. Alcuni dei concetti che troviamo in film e romanzi sono semplicemente impossibili secondo le leggi della fisica come le intendiamo. Mi spiace, niente motori a curvatura. Eppure queste stesse leggi sembrano consentire altre idee apparentemente inverosimili. Ecco una carrellata di alcuni concetti di fantascienza che potrebbero davvero essere realizzati, almeno in teoria.
1 Wormholes
Un wormhole (lo so, dovrei chiamarlo Ponte di Einstein-Rosen) è una scorciatoia attraverso lo spazio che consente viaggi quasi istantanei tra parti distanti dell’universo. Suona o no come un’idea da romanzo di fantascienza, nata magari dopo due birrette sbagliate? Eppure è un serio concetto teorico, che viene fuori proprio dalla relatività generale di Albert Einstein. In collaborazione con il fisico Nathan Rosen, Einstein teorizzò nel 1935 che punti di gravità estremamente forte, come i buchi neri , potessero essere direttamente collegati tra loro. E così è nata l’idea dei wormhole.
Certo, le forze attorno a un buco nero dovrebber distruggere chiunque si avvicinati, per questo l’idea di viaggiare attraverso un wormhole non è stata poi presa in seria considerazione. Almeno fino agli anni ’80, quando l’astrofisico Carl Sagan decise di farci un romanzo di fantascienza. Sagan fece anche di più: incoraggiò il collega fisico Kip Thorne a trovare un modo fattibile per percorrere distanze interstellari in un lampo. E Thorne trovò un modo. Altamente improbabile, certo, ma possibile. Da lì nacque “Contact”, un gran bel libro (adattato in un gran bel film con Jodie Foster).
Come detto, è altamente improbabile che i wormhole diventino mai metodi di trasporto come nei film. Però due anni fa gli scienziati hanno escogitato un modo più praticabile per costruire un wormhole rispetto al suggerimento originale di Thorne. E, se esistono già wormhole nell’universo, potrebbero essere localizzati utilizzando la nuova generazione di rivelatori di onde gravitazionali.
2 Motori a curvatura
Un “classico” della maggior parte della fantascienza “spaziale” è la capacità di andare da A a B molto più velocemente di quanto possiamo fare oggi. A parte i wormhole, ci sono diversi ostacoli al raggiungimento di questo obiettivo con un’astronave convenzionale. Dettagli da niente, come l’enorme quantità di carburante richiesta e gli effetti schiaccianti dell’accelerazione. Come se non bastasse, c’è questo piccolo problema: l’universo ha un limite di velocità strettamente imposto. È la velocità con cui viaggia la luce. Per essere precisi, la luce ci mette un anno… per percorrere un anno luce. E no, non è una grande velocità, sapete? Proxima Centauri, la seconda stella più vicina alla Terra, si trova a 4,2 anni luce dal sole, ma il centro della galassia è a ben 27.000 anni luce di distanza.
Perchè non è fantascienza
Per fortuna, c’è una scappatoia (teorica) nel limite di velocità cosmica. Come ha spiegato Einstein, lo spazio stesso può essere distorto, quindi forse è possibile manipolare lo spazio intorno a una nave in modo tale da sovvertire il limite di velocità. L’astronave viaggerebbe ancora attraverso lo spazio circostante a una velocità inferiore a quella della luce, ma lo spazio INTORNO si muoverebbe più velocemente di così.
Questo era ciò che avevano in mente gli autori di “Star Trek” quando hanno ideato il concetto di “motore a curvatura” negli anni ’60. Ma per loro era solo una frase che suonava plausibile, non fisica reale. Fino al 1994, quando il teorico Miguel Alcubierre ha trovato una soluzione alle equazioni di Einstein. Certo, la soluzione di Alcubierre non è meno artificiosa del wormhole attraversabile di Thorne, ma gli scienziati stanno tentando di perfezionarla nella speranza che un giorno possa essere pratico.
3 Viaggio nel tempo
Il concetto di macchina del tempo è uno dei grandi espedienti della fantascienza. Dobbiamo evocarlo? Io lo evoco. Ritorno al Futuro, Back to The Future, ragazzi. Una trilogia fantastica, nota anche come la fiera dei paradossi logici. Per dirne uno: Doc avrebbe costruito la sua macchina del tempo se non fosse stato visitato dal futuro Marty… con quella stessa macchina del tempo? Vi è venuto già il mal di testa, vero? È a causa di paradossi come questi che molte persone ritengono impossibile il viaggio nel tempo. Eppure, secondo le leggi della fisica, non è così.
Perchè non è fantascienza
Proprio come con i wormhole e la curvatura dello spazio, la fisica ci dice che è possibile viaggiare indietro nel tempo. E anche questo deriva dalla teoria della relatività generale di Einstein. Proprio come parliamo di distorcere lo spazio con un wormhole o un’unità di curvatura, anche il tempo può essere distorto tanto da ripiegarsi su se stesso, in quella che gli scienziati chiamano una “curva chiusa simile al tempo”, ma che per noi comuni mortali è… una macchina del tempo!
Nel 1974 fu pubblicato perfino il progetto di un prototipo, dal fisico Frank Tipler. Un altro fisico, David Lewis Anderson, descrive la ricerca sull’Anderson Institute, un laboratorio di ricerca privato. Chiamato “Cilindro Tipler”, questo tunnel dovrebbe essere lungo almeno 97 chilometri (60 miglia) ed estremamente denso, con una massa totale paragonabile a quella del sole. Per farlo funzionare come una macchina del tempo, il cilindro dovrebbe ruotare abbastanza velocemente da distorcere lo spazio-tempo al punto in cui il tempo si ripiega su se stesso. In alternativa, più di recente il fisico Ron Mallett ha sviluppato un altro progetto: nel suo caso, al cilindrone rotante sarebbero sostituiti dei laser. Lo so, non sono cose semplici come mettere un flusso canalizzatore in una DeLorean, ma hanno il vantaggio che funzionerebbero davvero. Almeno sulla carta.
4 Teletrasporto
Anche qui la fantascienza è andata a nozze, e anche qui il mio amato “Star Trek” ha fatto la parte del leone. Che idea, vero? Invece del viaggiatore che si muove attraverso lo spazio dal punto di partenza alla destinazione, il teletrasporto crea un duplicato esatto nel punto di destinazione mentre l’originale viene distrutto. Visto in questi termini (e a livello di particelle subatomiche) il teletrasporto è davvero possibile, secondo IBM .
Perchè non è fantascienza
Si chiama teletrasporto quantistico. Questo processo copia lo stato quantistico preciso di una particella, come un fotone, in un’altra che potrebbe trovarsi a centinaia di chilometri di distanza. Il teletrasporto quantistico distrugge lo stato quantico del primo fotone, quindi sembra davvero che il fotone sia stato trasportato magicamente da un luogo all’altro. Il trucco si basa su ciò che Einstein chiamava “azione spettrale a distanza”, ma è più formalmente noto come entanglement quantistico.
Se vi sembra un processo complicato anche per un singolo fotone avete ragione. È complicato. E non c’è modo di scalarlo fino al tipo di sistema di trasporto istantaneo visto in “Star Trek”. Però anche così il teletrasporto quantistico avrà importanti applicazioni nel mondo reale, come le comunicazioni a prova di hacker e il calcolo quantistico super veloce.
5 Universi paralleli
L’universo visibile è una roba enorme: miliardi di galassie che si espandono verso l’esterno a partire dal Big Bang. Ma è tutto qui? La teoria dice “forse no”. Potrebbero esserci molti, molti universi. L’idea di “universi paralleli” è ben nota nella fantascienza, ma pensate: la realtà potrebbe essere molto più strana di come vediamo nelle opere di fantascienza. A parte, forse, “Neanche gli Dei”, lo stupendo romanzo di Asimov.
La chiave per capire le moderne teorie degli universi paralleli è il concetto di “inflazione eterna”. Questo rappresenta il tessuto infinito dello spazio in uno stato di espansione perpetua e incredibilmente rapida. Ogni tanto un punto localizzato in questo spazio (un Big Bang autonomo) esce dall’espansione generale e inizia a crescere a un ritmo più calmo, consentendo la formazione di oggetti materiali come stelle e galassie al suo interno. Secondo questa teoria, il nostro universo è una di queste regioni, ma potrebbero essercene innumerevoli altre.
Come nel romanzo di Asimov, questi universi paralleli potrebbero avere parametri fisici completamente diversi dai nostri. Un tempo gli scienziati credevano che solo universi con praticamente gli stessi parametri dei nostri sarebbero stati in grado di supportare la vita, ma studi recenti suggeriscono che la situazione potrebbe non essere così restrittiva come questa. E potremmo rilevare questi universi paralleli? Chissà: le tracce di altri universi potrebbero essere rilevabili per noi con altri mezzi. Magari non è solo fantascienza.
