Velocità di curvatura in una bolla di solitoni

Una nuova ricerca condotta presso l'Università di Göttingen aggira la relatività costruendo una bolla di curvatura con nuova classe di "solitoni" iperveloci creata utilizzando solo energia positiva che potrebbe consentire di viaggiare a qualsiasi velocità

4385

Per rendere possibile il viaggio interstellare sarà necessario trovare un mezzo di propulsione più veloce della luce. Alcuni scienziati cominciano ad interrogarsi in proposito e un’idea della fantascienza cinematografica sta venendo presa sul serio: la velocità di curvatura.

Ad oggi, anche le più recenti ricerche sul trasporto superluminale (più veloce della luce) basate sulla teoria della relatività generale di Einstein portano a credere che per realizzare un simile tipo di propulsione occorrerebbero enormi quantità di particelle ipotetiche e stati della materia che hanno proprietà fisiche “esotiche” come la densità di energia negativa

Questo tipo di materiale non può essere attualmente trovato o non può essere prodotto in quantità praticabili. 

A questo proposito, una nuova ricerca condotta presso l’Università di Göttingen, aggira questo problema costruendo una nuova classe di “solitoni” iperveloci utilizzando sorgenti con solo energie positive che possono consentire di viaggiare a qualsiasi velocità. Ciò riaccende il dibattito sulla possibilità di viaggiare più veloci della luce sulla base della fisica convenzionale. La ricerca è pubblicata sulla rivista Gravità classica e quantistica.

L’autore dell’articolo, il dottor Erik Lentz, ha analizzato la ricerca esistente e ha scoperto lacune in precedenti studi sulla “trasmissione a curvatura“. 

---L'articolo continua dopo la pubblicità---

Lentz ha notato che esistono configurazioni di curvatura spazio-temporale ancora da esplorare organizzate in “solitoni” che hanno il potenziale per risolvere il puzzle pur essendo fisicamente praticabili. 

Un solitone, in questo contesto chiamato anche “bolla di curvatura“, è un’onda compatta che mantiene la sua forma e si muove a velocità costante. Lentz ha derivato le equazioni di Einstein per configurazioni di solitoni inesplorate (dove le componenti del vettore di spostamento della metrica spazio-temporale obbediscono a una relazione iperbolica), trovando che le geometrie spazio-temporali alterate potrebbero essere formate in un modo che ha funziona anche con fonti di energia convenzionali. 

In sostanza, il nuovo metodo utilizza la struttura dello spazio tempo arrangiata in un solitone ottenendo la possibilità di viaggiare più veloce della luce in un modo che, che, a differenza di altre ricerche, richiederebbe solo fonti con densità di energia positiva. Nessuna densità di energia negativa esotica sarebbe necessaria.

Se fosse possibile generare energia sufficiente, le equazioni utilizzate in questa ricerca consentirebbero di viaggiare piegando lo spazio tempo a “velocità di curvatura” fino a Proxima Centauri, la nostra stella più vicina, e di tornare sulla Terra in anni invece che in decenni o millenni. Ciò significa che un individuo potrebbe effettuare un viaggio di andata e ritorno nel corso della sua vita. 

---L'articolo continua dopo la pubblicità---

In confronto, con l’attuale tecnologia missilistica sarebbero necessari più di 50.000 anni per un viaggio di sola andata. Inoltre, i solitoni (bolle di curvatura) sono configurati per contenere una regione con forze di marea minime in modo tale che il passare del tempo all’interno del solitone corrisponda al tempo all’esterno: un ambiente ideale per un veicolo spaziale. 

Ciò significa che non ci sarebbero le complicazioni del cosiddetto ‘paradosso dei gemelli‘ per cui un gemello che viaggia alla velocità della luce invecchierebbe molto più lentamente dell’altro che è rimasto sulla Terra: all’interno della bolla di curvatura non si risentirebbe di effetti relativistici.

Rompere la barriera di curvatura per viaggi più veloci della luce
Immagine che mostra quanto tempo impiegherebbero diversi tipi di veicoli spaziali per viaggiare dal nostro sistema solare a Proxima Centauri (la stella conosciuta più vicina). Attualmente, l’unica opzione sarebbe quella di utilizzare un razzo chimico che significa un tempo di viaggio di oltre 50.000 anni. Credito: E Lentz

Questo lavoro ha spostato il problema del viaggio più veloce della luce di un passo dalla ricerca teorica in fisica fondamentale verso l’ingegneria. Il passo successivo sarà capire come ridurre la quantità astronomica di energia necessaria entro la gamma delle tecnologie oggi disponibili. Capito questo, potremo parlare della progettazione dei primi prototipi“, ha detto Lentz.

---L'articolo continua dopo la pubblicità---

Attualmente, la quantità di energia richiesta per questo nuovo tipo di propulsione spaziale è ancora immensa. Come ha spiegato Lentz: “L’energia richiesta per viaggiare alla velocità della luce per un veicolo spaziale di 100 metri di raggio è dell’ordine di centinaia di volte della massa del pianeta Giove. Il risparmio energetico dovrebbe essere drastico, di circa 30 ordini di grandezza per essere nella gamma dei moderni reattori nucleari a fissione“. 

Il ricercatore ha continuato dicendo che: “Fortunatamente, in una ricerca precedente sono stati proposti diversi meccanismi di risparmio energetico che possono potenzialmente ridurre l’energia richiesta di quasi 60 ordini di grandezza“. 

Lentz è attualmente nelle prime fasi della ricerca per determinare se questi metodi possono essere modificati o se sono necessari nuovi meccanismi per ridurre l’energia richiesta a livelli attualmente raggiungibili.

---L'articolo continua dopo la pubblicità---