Le astronavi che viaggiano a velocità superiori a quelle della luce sono un punto fermo degli scrittori di fantascienza, che chiamano il concetto con molti nomi, tra cui iperspazio, iperguida, velocità di curvatura e subspazio. Un esempio famoso è “Star Trek”, dove l’astronave Enterprise salta da un sistema stellare all’altro per visitare altri pianeti.
“Se il capitano Kirk fosse costretto a muoversi alla velocità dei nostri razzi più veloci, gli ci vorrebbero centomila anni solo per arrivare al prossimo sistema stellare”, ha detto Seth Shostak, un astronomo del Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI) Institute di Mountain View, California, in un’intervista del 2010 con il sito gemello di Space.com, LiveScience. “Così la fantascienza ha a lungo postulato un modo per battere la barriera della velocità della luce in modo che la storia possa muoversi un po’ più velocemente.”
Tuttavia, la mancanza di ricerca e di discussione accademica sul metodo di trasporto lo rende più spesso un comodo dispositivo letterario che una possibilità scientifica, ha detto Shostak. In realtà, il concetto di iperspazio è “un sacco di pubblicità”, ha detto Shostak.
Altre dimensioni
La fisica suggerisce che esistono scorciatoie attraverso lo spazio, ha detto Shostak. La natura curva dello spazio è stata proposta per la prima volta da Einstein, e ha portato rapidamente all’idea di un wormhole: una porzione di spazio che curva su se stessa, collegando due parti dello spazio altrimenti distanti. Un’astronave potrebbe teoricamente saltare in avanti verso una regione distante dello spazio se entrasse in un wormhole tra le due posizioni.
Come nel nostro universo familiare, gli oggetti in un wormhole dovrebbero viaggiare più lentamente della velocità della luce, che, nel vuoto è di 186.282 miglia al secondo (299.792 chilometri al secondo). Ma un’astronave potrebbe sembrare aver superato questo limite viaggiando attraverso un wormhole e raggiungendo un sistema stellare distante migliaia di anni luce in poche ore, per esempio.
Tuttavia, il nostro accesso a queste autostrade interspaziali sarebbe limitato dalle dimensioni del portale.
“I wormhole, pensiamo, sono fatti continuamente a livello microscopico”, ha detto Shostak. “Ma la domanda è: possiamo effettivamente usarli per il trasporto?”
Trovare o creare un wormhole che vada nel posto giusto e percorrerlo prima che si chiuda e faccia a pezzi la tua astronave sono due problemi irrisolti che le leggi della fisica non impediscono o permettono chiaramente.
Tecnicamente, sarebbe possibile deformare lo spazio per creare wormhole se si potesse mettere un pezzo di massa molto denso davanti alla propria nave, ha detto Shostak. Forse simile al “motore iperspaziale” visto nei film di “Star Wars”, l’oggetto distorcerebbe la forma dello spazio intorno ad esso, portando essenzialmente la destinazione scelta più vicino alla nave. Ma l’oggetto avrebbe bisogno di avere la densità del centro di un buco nero per funzionare.
“Il problema è, dove si trova il buco nero e come si fa a metterlo di fronte alla tua nave spaziale? Ha detto Shostak. “È un po’ come creare qualcosa che deformi lo spazio e poi metterlo di fronte alla tua nave spaziale?”
E il teletrasporto?
Un’idea fantascientifica correlata è il teletrasporto, la possibilità di trasportare istantaneamente una persona o una nave in un’altra parte dell’universo. Il fenomeno si vede in “Star Trek”, dove il cosiddetto trasportatore decostruisce il proprio corpo e lo ricostruisce in un altro luogo distante.
C’è qualche base scientifica per questa idea – gli scienziati hanno dimostrato che le particelle subatomiche possono essere spostate da un punto all’altro più velocemente della velocità della luce, ha detto il fisico Ian Durham del Saint Anselm College in un’intervista del 2010.
Ma la capacità di rompere e riassemblare un intero uomo sembra impossibile, ha detto Durham. A causa degli aspetti randomizzati dietro la disposizione delle particelle subatomiche, invertirle perfettamente diventa sempre più difficile man mano che si accumulano in numero maggiore.
Scientificamente guardando all’iperspazio
Mentre l’iperspazio non è una forma attuale di viaggio nello spazio, ci sono ricerche in corso per determinare quanto sia fattibile – e come sarebbe l’esperienza.
Nel 2013, un gruppo di studenti di fisica ha corretto la visione di ciò che accade quando le astronavi volano alla velocità della luce. Il familiare effetto speciale di strisce di luce (visto in “Star Trek”, “Star Wars” e altre serie) non sarebbe in realtà il caso. Invece, la vista apparirebbe più come un bagliore luminoso centralizzato.
Il viaggio veloce causerebbe lo spostamento della luce in lunghezze d’onda più lunghe a causa dell’effetto Doppler, che spiega anche fenomeni come il perché il suono di un clacson cambia prima che passi un osservatore e dopo. Nello spazio, gli esseri umani non sarebbero in grado di vedere la luce delle stelle perché le sue lunghezze d’onda sarebbero allungate nello spettro dei raggi X. Inoltre, il bagliore dell’universo – che brilla nelle microonde – diventerebbe visibile perché la sua luce sarebbe allungata nello spettro visibile.
Da qualche anno, circolano notizie su un motore reale chiamato EmDrive. Il concetto è stato progettato per la prima volta dal ricercatore britannico Roger Shawyer più di un decennio fa, ma ha colpito l’attenzione del pubblico nel 2015 dopo che ci sono state voci che dicevano che la NASA stava creando un motore a curvatura. (La NASA ha subito detto che lo sforzo “non ha mostrato alcun risultato tangibile” e ha sottolineato che non è un motore a curvatura.)
Quello che rende l’EmDrive interessante è che il motore non utilizza alcun propellente, ma funziona attraverso la riflessione delle microonde all’interno di una camera. Un documento sottoposto a revisione paritaria nel 2016 (guidato da Harold “Sonny” White del Johnson Space Center della NASA) ha detto che nonostante questo diverso design, una variante dell’EmDrive produce spinta. Altri due test di successo sono stati riportati nel 2012 (da un team cinese) e nel 2013 (dallo stesso team della NASA). Nel frattempo, alcuni ricercatori hanno detto che questo motore viola la terza legge della fisica di Newton, che (in parole povere) dice che ogni azione produce una reazione uguale ma opposta.
I motori a curvatura nella fantascienza
Questi sono alcuni dei molti esempi di motori a curvatura usati nella fantascienza, con particolare attenzione alle serie televisive e ai film.
- Una prima menzione del motore a curvatura (molte fonti dicono che fu la prima menzione) fu nel romanzo del 1931 “Isole dello spazio”, di John W. Campbell. La trama in parte riguardava i test di navi più veloci della luce.
- “Doctor Who”: In questa lunga serie britannica, una macchina chiamata TARDIS (che sta per Time and Relative Dimension in Space) può trasportare gli occupanti attraverso lo spazio o il tempo, facendoli atterrare in luoghi esatti dell’universo. La storia del TARDIS è vasta quanto la serie stessa di “Doctor Who”, che è iniziata nel 1963 e continua ancora oggi. Notoriamente, un TARDIS sembra più grande all’interno che all’esterno. Alcune versioni del TARDIS assomigliano a una vecchia cabina della polizia britannica.
- “Dune”: In questa serie di romanzi di Frank Herbert, l’Holtzman Drive porta i coloni in luoghi lontani. Questo drive porta le navi in giro per l’universo deformando lo spazio.
- “Star Trek”: Questo è l’esempio più famoso di propulsione a curvatura, che fu menzionato per la prima volta nell’episodio “Metamorfosi” del 1967. Essenzialmente, il dispositivo funziona attraverso reazioni materia-antimateria e può facilmente spingere navi interstellari tra sistemi stellari. Il più recente spinoff, “Star Trek: Discovery” (che ha debuttato nel 2017) utilizza un altro sistema di propulsione chiamato “spore drive”, che può viaggiare quasi istantaneamente tra luoghi diversi.
- “Star Wars”: Questo universo ha alcune navi che utilizzano un hyperdrive. L’uso di “particelle di ipermateria” permette ad una nave di andare alla velocità della luce e quindi muoversi tra le stelle in una dimensione alternativa chiamata iperspazio. L’iperguida (e la famosa vista di strisce stellari vista da chi la utilizza) è stata vista per la prima volta nel film del 1977 “Una nuova speranza” ed è stata un punto fermo della serie da allora.
- “La Guida Galattica per gli Autostoppisti”: L’Infinite Probability drive funzionava su una sorta di modello quantistico, dove trasportava le persone in uno dei luoghi meno improbabili che ci si potesse aspettare. Originariamente una commedia radiofonica della BBC del 1978, la storia si è rapidamente espansa in libri, televisione e un film.
- “Farscape”: L’universo di “Farscape”, una serie della rete Syfy che è andata in onda dal 1999 al 2003, include navi viventi chiamate Leviatani. Alcuni leviatani hanno una capacità di esplosione stellare che permette loro di viaggiare più velocemente della luce in caso di emergenza.
- “Battlestar Galactica”: Questa nave, dall’omonima serie televisiva del 1978 e dal suo reboot dal 2004 al 2009, aveva un motore più veloce della luce (o FTL) che usava per cercare di stare un passo avanti ai minacciosi Cyloni, esseri meccanici che si erano sollevati per vendicarsi dei loro creatori umani. La cosa bella dei motori FTL era che era difficile tracciare la posizione di una nave tra un “salto” e l’altro, rendendo più facile per la nave eludere i Cyloni.
Informazioni aggiuntive dal collaboratore Zoe Macintosh.