Un team della NASA lavora sulla fattibilità di un Warp Drive

Come fu per l'avionica, la ricerca nucleare, l'esplorazione dello spazio, le auto elettriche e i razzi riutilizzabili, il motore pensato da Alcubierre sembra destinato a essere uno di quei concetti che dovranno superare molte difficoltà prima di vedere la luce. Ma se questi altri casi storici sono indicativi, alla fine potrebbe passare un punto di non ritorno e improvvisamente sembrare del tutto possibile.

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La NASA sta davvero lavorando ad un motore a curvatura?
Un rapporto di fattibilità interno di cui abbiamo parlato qualche tempo fa, suggerisce che l’agenzia stia prendendo in seria considerazione l’idea di viaggiare verso le stelle utilizzando un sistema in grado di curvare lo spazio.
Nel rapporto, il capo del team dei sistemi di propulsione avanzata, l’ingegnere e fisico, Harold “Sonny” White sembrerebbe avere risolto un “paradosso” presente nel lavoro di Alcubierre con una soluzione che potrebbe portare a realizzare un modello funzionante.

Il termine colloquiale “warp drive” deriva dalla fantascienza e si riferisce all’idea di scavalcare i limiti del viaggio a velocità inferiore alla velocità della luce in conformità alla teoria della relatività generale di Einstein. Nel canone di Star Trek, i sistemi di propulsione delle astronavi scavalcano il problema della velocità limite sfruttando la “velocità curvatura”, cioè curvando lo spazio.

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La teoria di Alcubierre risale al 1994 e da allora i fisici l’hanno usata come punto di partenza per ulteriori discussioni. Creando una sorta di mondo tascabile in cui un’astronave può operare apparentemente al di fuori della fisica, le leggi della fisica potrebbero essere evitate.

Ma qual è il paradosso? White lo descrive spiegando che nel momento in il warp drive fosse attivato, la sua azione influenzerebbe lo spazio in tutte le direzioni, come potrebbe quindi l’astronave capire in che direzione andare? La fantascienza ha risolto questo paradosso inventando un “wormhole stabile”, ma White non può far volare un deus ex machina verso Alpha Centauri.

Invece, suggerisce un paradigma leggermente diverso: “In questo concetto modificato di operazioni, l’astronave lascia la terra e stabilisce una velocità sub-luminale iniziale, quindi avvia il campo. Quando attivo, il boost del campo agisce sulla velocità iniziale come un moltiplicatore scalare risultante in una velocità apparente molto più elevata“, spiega White.

Invece di fermarsi e quindi innestare il motore a curvatura, la nave userebbe la velocità e la direzione acquisite guida direzionale.

nasa warp drive paper
NASA
nasa warp drive paper

Pensiamo alla velocità di curvatura come all’unico modo in cui un viaggio interstellare sarà mai possibile. E White si è concentrato su un paradosso matematico all’interno del lavoro, ma non è l’unico ostacolo del genere.

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Naturalmente, il concetto di Warp Drive ha bisogno di molto altro ancora, servono numerosi progressi prima che sia possibile la ricerca sperimentale:
In sostanza, ciò che è necessario per un ordito di curvatura è un modo per espandere e contrarre lo spaziotempo a piacimento, e in modo locale, come intorno a un piccolo oggetto o una nave. Sappiamo per certo che densità di energia molto elevate, sotto forma di campi EM o massa, ad esempio, possono causare curvatura nello spazio-tempo. Ci vogliono enormi quantità energia per farlo da quanto risulta dalla nostra analisi del problema“.
D’altra parte, le aree tecniche dovrebbero cercare di perfezionare le attrezzature e il processo il più possibile, rendendo queste quantità di energia più plausibili. Credo che ci sia la possibilità che una volta che l’effetto possa essere duplicato su una scala di laboratorio, porterà a una comprensione molto più profonda di come funziona la gravità e può aprire la porta ad alcune teorie o scappatoie ancora da scoprire. Riassumendo, il più grande ostacolo è l’energia, e con ciò arrivano gli ostacoli tecnologici, che richiedono campi EM più grandi, attrezzature più sensibili, ecc“.
L’enorme quantità di energia positiva e negativa necessaria per creare una bolla di curvatura rimane la più grande sfida associata al concetto di Warp drive di Alcubierre. Attualmente, gli scienziati ritengono che l’unico modo per mantenere la densità di energia negativa richiesta per produrre la bolla sia attraverso un tipo di materia chiamata “esotica”. Gli scienziati stimano inoltre che il fabbisogno energetico totale sarebbe equivalente alla massa di Giove.
Le stime effettuate in precedenza erano maggiori, infatti si riteneva necessaria una massa equivalente pari a quella dell’intero universo. Sotto questo aspetto devono essere compiuti progressi notevoli per arrivare a capire se le quantità di energia in gioco possono essere ridimensionate. L’unica strada possibile è quella che porterà a nuovi progressi nella fisica quantistica, nella meccanica quantistica e nei metamateriali.
Anche dal punto di vista tecnico sono necessari passi avanti in diversi settori, nella realizzazione dei superconduttori, nell’interferometria e nei generatori magnetici. Da non trascurare anche i finanziamenti, mai semplici da trovare in campi ostici della ricerca come questo.
Insomma, la ricerca teorica mostra degli spiragli verso la fattibilità pratica, ora solo il tempo ci dirà se riusciremo mai a coronare il sogno di viaggiare tra le stelle.