La comunicazione più veloce della luce è probabilmente impossibile. Ecco perché.

La comunicazione più veloce della luce è un sogno ma anche un’impossibilità secondo la fisica conosciuta. Faremmo meglio ad abituarci.

Conosciamo tutti il ​​tropo.

Due persone, distanti anni luce, comunicano istantaneamente attraverso buchi neri intrecciati (entangled). Questo accade poco prima della loro morte e non saranno in grado di condividere la loro conversazione con nessun altro.

Almeno, questa è l’implicazione di ER=EPR, la congettura che le particelle entangled, particelle che condividono uno stato quantico, sono collegate da un ponte di Einstein-Rosen o wormhole.

La congettura deriva da una teoria secondo cui due buchi neri entangled formerebbero un wormhole tra di loro. Ciò significa che se due buchi neri, A e B, sono distanti anni luce, e Alice cade in A e Bob cade in B, allora Alice e Bob potrebbero teoricamente incontrarsi mentre cadono verso la singolarità.

Questo incontro consentirebbe uno scambio di informazioni tra di loro, effettivamente più veloce della luce, ma, poiché entrambi sono bloccati dietro l’orizzonte degli eventi, nessuno dei due potrebbe, in alcun modo, comunicare tali informazioni al mondo esterno. Successivamente morirebbero quando le forze di marea su di loro si avvicinano all’infinito vicino alla singolarità e vengono spaghettificati.

La comunicazione più veloce della luce è un caposaldo della fantascienza. Star Trek ha le sue comunicazioni “subspaziali”. Ursula Le Guin ha coniato il termine “ansible” che Orson Scott Card ha usato nei suoi romanzi di Enderverse. Diversi scrittori hanno usato il termine “iperonda”, inclusi Asimov e Niven. Mass Effect e Avatar usano entrambi una qualche forma di entanglement. Stargate propone un wormhole e Heinlein una qualche forma di telepatia su grandi distanze.

Tecnicamente, Ritorno al futuro utilizza la comunicazione FTL inviando messaggi alle persone tornando indietro nel tempo. La comunicazione FTL di qualsiasi tipo equivale a inviare informazioni indietro nel tempo.

Comunicare attraverso un wormhole non sembra una comunicazione FTL perché il messaggio non viaggia più veloce della luce. Sta semplicemente attraversando un percorso più breve di quello che normalmente considereremmo la distanza tra i due punti. Per rendere fattibile questo tipo di comunicazione, tuttavia, il wormhole dovrebbe consentire ai percorsi (geodetiche nulle) di entrare da un’estremità e uscire dall’altra. Tali wormhole richiedono una massa esotica e negativa per rimanere aperti abbastanza a lungo da consentire alle informazioni di attraversarli.

Il metodo fisicamente più ragionevole di comunicazione FTL sarebbe usare piccole bolle di curvatura di Alcubierre. Il motore a curvatura di Alcubierre è notoriamente affamato di energia e vuole energia negativa che, però, non sappiamo se esiste.

Queste condizioni energetiche possono essere violate su scala quantistica ma mai su scala macroscopica, il che significa che affinché questo sia un meccanismo di comunicazione FTL praticabile, dovremmo scoprire qualcosa con energia o massa negativa.

In effetti, è possibile affermare genericamente che qualsiasi meccanismo di comunicazione FTL così come qualsiasi metodo di invio di informazioni indietro nel tempo viola le condizioni di energia positiva e che la comunicazione FTL è essenzialmente la stessa cosa che inviare note indietro nel tempo.

Sembra che l’universo non voglia che viaggiamo più veloci della luce così come non vuole che viaggiamo indietro nel tempo e che questi rimarranno nel regno della fantascienza. Come un frutto proibito, acquisire conoscenza più velocemente della luce richiede che ce la teniamo per noi per sempre dietro un orizzonte degli eventi come nella congettura ER=EPR.

La nostra migliore speranza per viaggiare e comunicare con le stelle è usare la luce, sia per spingere in avanti le navi che per inviare informazioni. L’invio di segnali nello spazio è ovviamente qualcosa che già facciamo bene.

Il problema è che viviamo su scale troppo corte per i viaggi e le comunicazioni interstellari. Se vivessimo vite molto più lunghe e le nostre menti corressero a un ritmo molto più lento, o, se potessimo controllarlo usando una qualche forma di ibernazione, per esempio, allora gli anni potrebbero sembrare giorni o settimane.

La fantascienza è piena di tali proposte. Arthur C. Clarke, ad esempio, ha esplorato questo tipo di viaggio nella serie Rama e Andy Weir ha fatto un salto eccellente, anche se estremamente speculativo, nei requisiti fisici ed energetici per esso nel suo romanzo Project Hail Mary. Entrambi riconoscono che viaggi così lunghi richiederebberoo l’ibernazione. L’alternativa è una sorta di nave generazionale, simile a una colonia spaziale in movimento dove le persone vivono la loro vita viaggiando da una stella all’altra.

In ogni caso, wormhole, entanglement e motori a curvatura sono probabilmente idee sbagliate quando si tratta sia di comunicazioni FTL che di viaggi (non sappiamo nemmeno se ER=EPR sia corretto. L’entanglement potrebbe non comportare alcuna connessione superluminale). Allo stesso modo, qualsiasi viaggio o comunicazione FTL è in un certo senso una potenziale macchina del tempo, il che significa che dovremmo fare i conti anche con questa possibilità.

Se viaggiare nel tempo sia un problema o meno è un problema per un altro articolo, ma finora è stato dimostrato che tutti questi meccanismi che utilizzano la relatività generale violano le condizioni energetiche, richiedendo energia e massa negative che non abbiamo scoperto, anche in fenomeni come l’Effetto Casimir. L’unico modo alternativo per violarli è a livello quantisticp dove è improbabile che possiamo inviare o ricevere informazioni a causa dell’indeterminazione.

Tutto questo per dire che la fisica conosciuta non ci aiuta in questo senso ed è improbabile che lo farà mai. Possiamo rivolgerci a una fisica sconosciuta o possiamo cambiare il modo in cui pensiamo ai viaggi e alle comunicazioni interstellari ed estendere le tempistiche affinché gli eventi si svolgano tra le stelle. È solo così facendo che la nostra specie potrebbe diventare veramente interstellare.

Bibliografia: