IXS Enterprise – La navicella della NASA che viaggerà più veloce della luce

La NASA intende costruire una navicella capace di farci percorrere milioni di chilometri in poco tempo. Per farlo, un motore speciale si occuperà di incurvare lo spaziotempo [1]

Abbiamo ripetuto diverse volte che non esiste niente capace di muoversi a una velocità pari o superiore a quella della luce, cioè a una velocità superiore a circa 300 mila chilometri al secondo. Questo limite è stato imposto dalla famosa teoria della relatività di Einstein, che è stata dimostrata e confermata con esperimenti anche recenti – non staremo qui a descrivere cosa dice la teoria, ma chi volesse approfondire può leggersi l’articolo che gli ho dedicato.

Il titolo di questa pagina, quindi, potrebbe sembrare una contraddizione. In effetti lo è, se lo prendiamo alla lettera. In realtà, la navicella che la NASA ha intenzione di costruire non andrà più veloce della luce ma permetterà di coprire grandi distanze in un tempo minore rispetto a quanto impiegherebbe la luce a percorrerla.

Per fare un esempio pratico, se la luce impiega 10 minuti per andare da un punto A a un punto B, la navicella impiegherà 9 minuti (i numeri sono solo per dimostrazione).

Un esempio di come agisce l’anello che circonda la navicella e che permette di curvare lo spazio [2]

Un possibile design di come potrebbe essere la navicella completa [1]

Come ci riuscirà? Nell’unico modo – al momento – praticabile: deformando lo spazio. Il concetto è piuttosto diverso da quello  dei classici wormhole, cioè di quei tunnel che permetterebbero di unire due punti lontanissimi nello spazio; chi attraversa quel tunnel, può percorrere centinaia di chilometri in pochi secondi (per dettagli vedi sempre l’articolo sulla relatività generale che ho linkato sopra).

Nel caso della navicella della NASA (che si chiamerà IXS Enterprise), invece,  un motore particolare si occuperà di comprimere lo spazio per coprire la distanza in minor tempo. Il motore agirà davanti e dietro la navicella: da una parte espanderà lo spazio, dall’altra lo contrarrà.
In pratica, lo spazio da percorrere risulterà più “ristretto” e quindi più corto da percorrere.

Effetto “wormhole”

Ecco come funzionerà l’astronave. Il motore espanderà lo spazio da una parte e lo contrarrà dall’altra, permettendo di “avvicinare” un punto lontanissimo [2]

Descrivo brevemente il fenomeno di «curvatura dello spazio», per chi lo sentisse per la prima volta, attraverso un esempio semplice.
Immaginate di tendere una coperta assieme a un amico, che si trova nel punto opposto a dove siete voi. Il piano creato dalla coperta è lo spazio: se fate camminare un ragnetto su questa coperta, camminerà in linea retta da voi al vostro amico, impiegando un minuto.
Adesso immaginate che un terzo amico appoggi una palla pesantissima al centro della coperta: la coperta sprofonderà sul centro e voi e il vostro amico sarete costretti ad avanzare di un passo per cercare di tenderla il più possibile. Se il ragnetto va da voi al vostro amico camminando sulla coperta, impiegherà sempre un minuto. Ma se metteste un ponticello di legno tra voi due, il ragnetto non dovrebbe percorrere la superficie della coperta e avrebbe una distanza minore per arrivare da voi al vostro amico: impiegherebbe 50 secondi e arriverebbe comunque a destinazione.

Il ponticello sarebbe il wormhole di cui abbiamo parlato prima. Nel caso della navicella, come abbiamo visto, il concetto è leggermente diverso, ma il risultato è identico: accorciare la distanza da percorrere per raggiungere un punto.
Harold White nel 1994 ha ipotizzato la sua costruzione basandosi sull’idea di Miguel Alcubierre, che per primo immaginò come curvare lo spazio attraverso un anello. Harold presume che una volta creata ci permetterà di raggiungere Alpha Centauri in sole due settimane: davvero stupefacente, se consideriamo che questa stella dista da noi 4,2 anni luce e cioè richiederebbe oltre quattro anni per raggiungerla alla velocità della luce!

E’ davvero fattibile?

Un esempio di design iniziale, poi modificato. I modelli in 3D sono stati disegnati dall’artista Mark Rademaker sulla base dell’Enterprise di Star Trek [1]

E adesso la domanda principale: è davvero possibile realizzare la IXS Enterprise?
La teoria ammette la sua costruzione senza problemi, perché non rompe nessuna legge fisica; non viola la velocità della luce, perché in realtà si occupa solo di incurvare lo spazio e non di aumentare la velocità. Sulla pratica le cose sono un po’ più complicate.
Il vero problema è l’energia che occorre a deformare lo spazio: per curvarlo in modo significativo così da ricoprire lunghe distanze serve una grande quantità di energia. Si parla di un numero enorme, pari all’energia di massa del pianeta Giove, che per adesso non sappiamo minimamente dove recuperare.
In ultimo luogo, e non meno essenziale, dove troverà la NASA tutti i fondi necessari a dare il via a un progetto così importante, dato che le nazioni stanno togliendo sempre più denaro alla scienza e che la corsa allo spazio non è più vista come una priorità?

Di recente Harold White sembra aver trovato una possibile soluzione (almeno al problema “energia”: il problema “denaro” è sempre la più difficile da risolvere).
Gran parte degli scienziati è convinta che l’intero universo sia circondato da energia oscura, una forma di energia negativa ancora oggetto di studio che spiegherebbe alcuni “vuoti” nell’universo. Harold spiega che si potrebbe usare questa energia gratuita per far funzionare il motore e curvare lo spazio. Per fare questo, bisogna trasformare l’anello della navicella in qualcosa di molto più sottile e flessibile, in modo che possa oscillare più facilmente nello spazio. L’energia richiesta per deformare lo spazio diventa così estremamente più bassa: anziché richiedere una quantità di materia pari alla massa di Giove, richiederebbe una massa di soli 500 kg per coprire dieci volte la distanza che percorrerebbe la luce.

La teoria non basta e infatti la NASA ha già dato il via a un esperimento su scala minore. In altre parole, stanno già passando dalla teoria alla pratica. Naturalmente, se dovesse andare a buon fine, si dovrebbe poi trasferirlo su scala più grande, che è ancora più complicato. La costruzione della navicella sembra che richiederà oltre 1600 ore.
L’aspettativa è alta, non c’è nessuna certezza ma la fantascienza si sta trasformando sempre più in realtà. Resta solo da aspettare uno sviluppo concreto.

Fonti esterne

a pagina su IO9 da cui è stato tratto l’articolo (inglese). Contiene un’intervista al fisico Harold White, ideatore della teoria dell’astronave.

Un altro articolo approfondito su Gizmodo

Copyright immagini

[1] http://sploid.gizmodo.com/holy-crap-nasas-interplanetary-spaceship-concept-is-fr-1589001939
[2] http://io9.com/5963263/how-nasa-will-build-its-very-first-warp-drive

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