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Propulsione a curvatura: ipotizzato un nuovo modello per renderla forse fisicamente possibile

Un gruppo di fisici ha ideato la prima proposta per una trasmissione fisica a curvatura, basata su un concetto ideato negli anni '90, che non dovrebbe infrangere nessuna delle leggi della fisica

Categorie Fisica · Spazio

Il pensiero di una propulsione a curvatura – la ben più nota ipervelocità – che garantisca il viaggio tra le stelle “alla ricerca di nuovi mondi e nuovi civiltà” ha da sempre affascinato scienziati e appassionati di fantascienza. Il viaggiare a velocità superiori quella della luce rappresenta un tipico espediente narrativo al quale si è cercato di associare un modello fisico.

Semplificando il concetto, supponiamo che lo spazio sia un foglio di carta e che ci si debba spostare da un punto A verso un punto B. Per compiere tale spostamento, la cosa più logica sarebbe viaggiare in linea retta attraverso il foglio. La teoria della velocità di curvatura dice però che è possibile piegare il foglio di carta arrivandoci in modo più diretto, impiegando dunque meno tempo. Sicuramente siamo ben lontani dall’avvicinarci ai limiti della velocità della luce. Nulla però vieta di pensare che nel futuro si possa arrivare a viaggiare sulle onde dello spazio-tempo deformate.

La propulsione a curvatura proposta da Alcubierre

Teoricamente parlando, le unità di curvatura deformano lo spazio-tempo andando ad esagerare le differenze di tempo e distanza che, in alcune circostanze, potrebbero considerare viaggi su distanze superiori alla velocità della luce. Una di queste circostanze fu delineata agli inizi degli anni ‘90 dal teorico messicano Miguel Alcubierre.

Propulsione a curvatura
Veicolo spaziale che viaggia inducendo un ponte di Einstein-Rosen, liberamente basato sulla pubblicazione del 1994 di Miguel Alcubierre sulla propulsione ultraluce. Credits: NASA CD-98-76634

Nel 1994, nell’articolo The Warp Drive: Hyper-fast travel within general relativity, Alcubierre propose un motore a curvatura con cui un veicolo spaziale potrebbe raggiungere velocità di viaggio maggiori della velocità della luce. Il problema è che tale veicolo era avviato da un motore detto “azionamento Alcubierre”. Il suo funzionamento richiedeva l’impiego di molta energia negativa in un punto. Questa energia è impossibile da ottenere secondo le leggi della fisica conosciute.

Gli scienziati del gruppo di ricerca indipendente Applied Physics di New York hanno individuato una soluzione alternativa. “Siamo andati in una direzione diversa rispetto alla NASA e ad altri. La nostra ricerca ha dimostrato che in realtà ci sono molte altre classi di motori a curvatura nella relatività generale”, afferma l’astrofisico Alexey Bobrick, dell’Università di Lund in Svezia. Dunque, sarebbe possibile abbandonare la finzione dell’impiego di energia negativa realizzando comunque un motore a curvatura anche se più lento di quello immaginato.

L’importanza dell’energia negativa nella propulsione a curvatura

L’uso dell’energia negativa proposto da Alcubierre consentirebbe la contrazione e l’espansione dello spazio più velocemente della luce. Ciò aggirerebbe alcune problematiche della relatività generale. Con sé, però, porta dei problemi: l’energia negativa richiesta è presente solo su scala quantistica. In accordo con la nuova ricerca condotta, l’energia negativa non sarebbe necessaria, ma lo sarebbe un campo gravitazionale con una elevata potenza.

Propulsione a curvatura
Visualizzazione 2D di un’unità Alcubierre, che mostra l’espansione e la contrazione dello spazio-tempo. Credits: AllenMcC /Wikimedia, Creative Commons

La gravità deformerebbe lo spazio-tempo in modo tale da garantire uno scorrere del tempo attraverso la bolla di curvatura totalmente diverso. Il problema risulta superato solo in parte. Infatti “se prendiamo la massa dell’intero pianeta Terra e la comprimiamo in un guscio con una dimensione di 10 metri, la correzione della velocità del tempo al suo interno è ancora molto piccola. Si parla di circa un’ora in più all’anno”, Bobrick ha detto a New Scientist.

La forma del motore a curvatura

Altro punto importante della ricerca riguarda la forma del motore a curvatura: un motore con la forma di un vaso con un’altezza e una larghezza maggiore avrà bisogno di meno energia rispetto ad un vaso lungo e sottile. I ricercatori ammettono di non essere ancora in grado di mettere insieme la tecnologia descritta nelle loro ricerche, ma almeno i numeri individuati si sommano ora.

“Anche se non possiamo ancora rompere la velocità della luce, non ne abbiamo bisogno per diventare una specie interstellare”, afferma Gianni Martire, uno degli scienziati del gruppo di fisica applicata dietro il nuovo studio. “La nostra ricerca sulla propulsione a curvatura ha il potenziale per unirci tutti”.