Quantum Thruster, un motore a perturbazioni quantistiche per eludere i limiti relativistici

Nel libro di Rick Sternbach e Michael Okuda “Star Trek The Next Generation – Manuale Tecnico” viene raccontato che, nel 2061 lo scienziato Zefram Cochrane realizza un prototipo definito “super rotante di fluttuazione” che consente a un veicolo privo di equipaggio di muoversi nello spazio entro i limiti della barriera della velocità della luce. Questo prototipo dimostrava che era fattibile viaggiare alla velocità della luce senza un consumo di energia teoricamente infinito.
In seguito, la nascita della tecnologia di curvatura o “warp drive” sviluppata sulla Terra viene raccontata nel film “Star Trek: Primo contatto”. Il primo motore”warp drive” realizzato dai terrestri tra il 2061 e il 2063, verrà testato dal suo stesso ideatore, il dottor Zefram Cochrane per la prima volta il 5 aprile del 2063, una data cruciale per la civiltà terrestre che verrà “notata” per la prima volta dai Vulcaniani, una razza aliena in possesso da secoli della stessa fantastica tecnologia. A questo punto, la Terra entrerà a far parte di un club galattico, la federazione dei pianeti.
La tecnologia Warp-drive è quindi una forma di propulsione “più veloce della luce” che potrebbe essere sostenuta dalla fisica dei propulsori quantistici – un’altra idea nata dalla fantascienza resa teoricamente plausibile dalla scienza moderna.
Al Johnson Space Center della NASA, a Houston, da alcuni anni si stanno portando avanti degli esperimenti che potrebbero dare indicazioni positive sullo sviluppo futuro di una tecnologia simile al warp drive di Star Trek.
Una nave spaziale dotata di questa tecnologia somiglierebbe a un pallone da football circondato da una coppia di anelli che ne inglobano la struttura. Gli anelli sarebbero in grado di distorcere lo spazio circostante, contraendolo a prua della nave spaziale e espandendolo a poppa grazie all’utilizzo di materia detta “esotica”.
Gli esperimenti vengono condotti dal fisico della NASA Harold “Sonny” White su una scala più piccola utilizzando un dispositivo di misurazione della luce. “Stiamo cercando un cambiamento nella lunghezza del percorso del fotone sull’interferometro, perché sarebbe la prova che stiamo generando l’effetto che stiamo cercando,” ha affermato White al sito SPACE.com, aggiungendo: “Abbiamo visto, in un paio di esperimenti diversi con diverse tecniche analitiche, un cambiamento nella lunghezza del percorso ottico. Stiamo facendo sembrare una gamba dell’interferometro un po ‘più breve a causa del fatto che questo dispositivo è acceso, rispetto al dispositivo spento. Questo, però, non significa che sia quello che stiamo cercando. ”
I risultati di questi esperimenti, seppur interessanti, però non provano che una nave spaziale di questo tipo potrebbe realmente generare una propulsione a curvatura consentendo di superare i limiti della velocità della luce eludendo la relatività di Einstein.
A questo proposito, White si sta occupando anche di un’altra tecnologia chiamata “Quantum-thruster”, che potrebbe essere la chiave per arrivare a produrre il carburante necessario per un motore a curvatura. Questi “q-thrusters” elettrici funzionano come i sottomarini, la differenza è che si trovano nel vuoto dello spazio.
In questo caso, la nave spaziale sarebbe spinta dalle perturbazioni quantistiche dello spazio stesso grazie a una tecnologia capace di creare dallo spazio vuoto energia negativa, ingrediente essenziale per un motore a curvatura di questo tipo.
“I modelli fisici che ci dicono come costruire un q-thruster sono gli stessi modelli che useremmo per generare, progettare e costruire un generatore di vuoto negativo“, afferma White. “I propulsori quantici potrebbero essere una manifestazione di propulsione della fisica, come il grande anello attorno al veicolo spaziale: se guardassi lì dentro, ci potrebbero essere 10.000 di questi elementi che sono i generatori di vuoto negativo“.
White vuole provare ad applicare i modelli della fisica del quantum-thruster con cui i ricercatori hanno lavorato in laboratorio. “Abbiamo misurato una forza in diversi dispositivi di prova che è una conseguenza della perturbazione dello stato del vuoto quantico“, ha detto.  L’effetto è stato piccolo ma significativo nella sua sperimentazione. Andando avanti, White spera di effettuare test più significativi per poter giustificare le sue affermazioni.
Nonostante si parli di velocità superluminali, la nave spaziale a curvatura non andrebbe mai più veloce della luce, ma lo spazio-tempo deformato attorno alla nave si contrarrebbe e si espanderebbe trascinando con se la nave e consentendole di percorrere distanze enormi in breve tempo.
La nave potrebbe cosi raggiungere i pianeti del sistema solare in poche ore e le stelle vicine in pochi giorni ma senza violare la relatività Einsteniana, cosa che invece farebbe lo spazio tempo, cosa già riscontrata nel processo di inflazione alle origini dell’universo stesso, almeno stando alle ultime teorie più accettate.
Questa teoria non è nuova, in effetti si tratta di una rivisitazione della teoria proposta dal fisico messicano Miguel Alcubierre nel 1994, anche se si riteneva che il disco di curvatura avrebbe richiesto enormi quantità di energia.
Dall’ipotesi di Alcubierre derivò anche il controverso propulsore EM-Drive sul quale si continua a lavorare da anni con alterni risultati e he sta per essere sottoposto ad un nuovo, decisivo, test.
Il lavoro di White sembrerebbe avere ridimensionato le quantità di energia necessarie; studi precedenti avevano dimostrato che il disco avrebbe avuto bisogno di una quantità di energia pari a quella prodotta dalla massa di Giove.
All’inizio dei tempi, ci fu un periodo molto breve conosciuto come inflazione cosmica, durante il quale lo spazio-tempo stesso dilatò a più riprese le dimensioni dell’universo a velocità molto superiore a quella della luce. Forse, in futuro questo processo potrà essere replicato su piccolissima scala da un veicolo spaziale dotato di un motore a curvatura.
White crede che l’unità di propulsione potrebbe essere alimentata da una quantità di massa esotica delle dimensioni della sonda Voyager 1 della NASA.
Al momento, una tecnologia simile appare molto lontana da raggiungere e ancora più lontana da applicare ma è certo che l’uomo non smetterà mai di tentare di superare i confini della conoscenza, per esplorare, tornando a Star Trek, coraggiosamente, posti dove nessun uomo è giunto prima.
Staremo a vedere se in futuro le ricerche dimostreranno la validità di queste teorie che potrebbero portare L’umanità verso le stelle.
Fonte: Space.com.