Interstellar, qual è il confine fra scienza e fantascienza?

Uno dei capolavori del regista londinese Christopher Nolan è senza dubbio Interstellar, film fantascientifico del 2014. A differenza di molti altri film del genere, Interstellar si basa in maniera consistente sulle leggi della fisica moderna. In particolare, fa leva sul concetto di spazio-tempo e gravità, riallacciandosi alla teoria della relatività di Einstein. Tuttavia, anche per motivi cinematografici, l’opera si discosta molto dalla fisica teorica, descrivendo situazioni decisamente paradossali, pur mantenendo sempre un fondo di verità.

Attenzione, la successiva parte dell’articolo contiene SPOILER.

La trama in breve

Interstellar racconta di un ipotetico futuro sulla Terra, in cui sono terminate le risorse di cibo ed acqua, e la popolazione umana sta lentamente scomparendo. Alcuni dei sopravvissuti, coltivano ormai solo mais, poiché grano ed altri prodotti di prima necessità non crescono più. In questo scenario, Joseph Cooper, un ex pilota della NASA e ingegnere, decide di intraprendere un viaggio nello spazio a bordo della navicella Endurance, per poter trasferire l’umanità su un altro pianeta.

Per poter far ciò, Cooper deve passare attraverso un cunicolo spazio-temporale, situato nei pressi di Saturno, in modo tale da raggiungere una zona remota dell’Universo in cui si trovano tre pianeti su cui la NASA aveva già precedentemente inviato tre astronauti con l’obiettivo della raccolta dati. Dopo varie peripezie, e a causa della relatività, Cooper viaggia per un periodo di tempo pari a 76 anni terrestri, mentre il suo corpo ne sperimenta appena 2. Come risultato, incontra alla fine la sua adorata figlia, ormai in punto di morte su un letto di ospedale, mentre lui non sembra invecchiato affatto.

La fisica alla base di Interstellar

Le leggi della fisica alla base di Interstellar sono quelle facenti capo alla teoria della relatività generale di Einstein. In sostanza, si tratta della dilatazione gravitazionale del tempo. Il tempo scorre a diverse velocità a seconda del potenziale gravitazionale in cui è misurato. Maggiore è il potenziale gravitazionale, più lentamente scorrono gli orologi. È ad esempio il caso di oggetti massivi enormi come i buchi neri, corpi celesti con un campo gravitazionale così intenso, da non lasciare sfuggire nemmeno la luce. Ciò accade perché l’energia potenziale gravitazionale nei pressi di un buco nero è talmente elevata, che la velocità di fuga di un corpo che si trova nella sua prossimità dovrebbe essere superiore a quella della luce. Ciò non è ovviamente possibile, poiché nessun corpo dotato di massa può assumere velocità maggiori di c.

I wormhole

Un altro concetto chiave per comprendere le vicende di Interstellar è quello di wormhole. Si tratta di un’ipotetica curvatura dello spazio, che consentirebbe la creazione di una scorciatoia che conduca presso zone remote dell’Universo. Chiamato anche ponte di Einstein-Rosen, è una struttura definita in maniera compiuto sia dalla fisica teorica sia dalla matematica, ma che non è mai stata osservata nello spazio. Tuttavia, gli scienziati hanno definito le condizioni sotto le quali potrebbero crearsi dei wormhole. Fra queste, c’è la vicinanza ai buchi neri, che grazie al loro campo gravitazionale potrebbero favorire la comparsa di questi tunnel. Sarebbe, riprendendo il film stesso, come un foglio piegato a metà: punti contrapposti verrebbero raggiunti molto prima di quanto si potrebbe fare tenendo il foglio completamente steso.

Le inesattezze di Interstellar

Le idee alla base di Interstellar sono perfettamente coerenti con le teorie fisiche. Tuttavia ci sono alcuni elementi che costituiscono, per così dire, delle licenze poetiche. Potrebbe sembrare a molti che lo sfasamento di età fra padre e figlia alla fine del film sia assurdo, tuttavia ciò è in linea con le leggi della relatività generale. Paradossalmente, se un essere umano trascorresse senza morire un certo periodo di tempo nei pressi di un buco nero, un suo coetaneo sulla Terra subirebbe uno scorrere del tempo molto più rapido, con la conseguenza di un invecchiamento precoce rispetto all’altra persona.

La prima incongruenza: perché i tre pianeti sono illuminati?

La prima incogruenza si rivela al di là del wormhole. I tre pianeti esotici da esplorare, infatti, gravitano intorno a Gargantua, un immenso buco nero non rotante. Durante le tre esplorazioni, si vede chiaramente che i pianeti sono illuminati, ma ciò è impossibile senza una fonte di luce e calore nei loro pressi. Il buco nero, infatti, non costituisce in alcun modo una fonte di energia luminosa.

La seconda incongruenza: lo scorrere del tempo nei pressi del buco nero

Il secondo punto, forse molto più evidente, riguarda una frase pronunciata nel film, ovvero che un’ora sul pianeta più vicino al buco nero corrisponde a sette anni sulla Terra. Sebbene sia vero che il tempo scorre molto più lentamente su questo fantomatico pianeta, per avere tale differenza, secondo le leggi fisiche, il pianeta dovrebbe trovarsi sulla superficie del buco nero, e quindi vi cadrebbe all’interno inevitabilmente.

La terza incongruenza: le maree

Poiché la forza gravitazionale è inversamente proporzionale al quadrato della distanza fra due corpi, il sopracitato pianeta dovrebbe subire forze nettamente diverse a seconda che ci si trovi sul lato che guarda verso il buco nero o su quello opposto. Ciò provocherebbe delle maree disastrose, ben peggiori di quelle fatte vedere nel film, e soprattutto senza onde. La formazione delle maree, inoltre, causerebbe l’allungamento oblungo del pianeta che finirebbe per essere disintegrato.

L’ultima incongruenza: Cooper nel buco nero

Ad un certo punto del film, la navicella di Cooper viene attratta dal buco nero ed egli ne esce clamorosamente incolume. Chiaramente si tratta di un’inesattezza scientifica, poiché qualsiasi oggetto risucchiato da un buco nero viene polverizzato all’istante a causa dell’alta temperatura a cui viene sottoposto. Infatti, nel film viene mostrato il cosiddetto disco di accrescimento del buco nero, ovvero la massa che orbita intorno ad esso. A causa dell’enorme potenziale gravitazionale, tale materia sprigiona una quantità di calore così elevata, che qualsiasi essere umano sarebbe ridotto in cenere all’istante.

Interstellar: un connubio fra scienza e fantascienza

Alla luce della fisica, della matematica, e della cinematografia, si può ritenere Interstellar uno dei più fulgidi esempi di “fantascienza scientifica”, ovvero un genere artistico che non scade nella mera assurdità, ma che cerca un costante dialogo con la scienza, sia per impressionare gli spettatori, sia per farli innamorare delle teorie fisiche più affascinanti dell’epoca moderna.