Ogni bambino desidera, la mattina di natale, il proprio regalo sotto l’albero, nella speranza che il nostro caro Babbo Natale non abbia lasciato del carbone. Se Santa Claus esistesse realmente e in una notte dovesse consegnare realmente tutti questi regali, le leggi della fisica glielo permetterebbero? Per il nostro povero Babbo Natale la situazione è davvero critica, tanto critica che la fisica da quella classica a quella quantistica, o lo costringe a stare in Lapponia o lo condanna a morte.

Fisica classica

Solo una notte non è molto tempo per consegnare regali a circa 2 miliardi bambini in tutto il mondo. Il tempo può essere esteso fino a 48 ore sfruttando i fusi orari, ma nonostante ciò, con una popolazione globale totale di 7 miliardi di persone, assumendo una dimensione media della famiglia di quattro persone, dovrebbe consegnare a circa 10 000 case ogni secondo al fine di ottenere il lavoro fatto entro quelle 48 ore. A titolo di confronto, il servizio postale degli Stati Uniti offre circa 170 miliardi articoli di posta ogni anno equivalente a poco più di 5000 al secondo nel corso di 12 mesi, e che è con una forza lavoro di più di 600,000 dipendenti e la proprietà della più grande flotta di veicoli nel mondo. Babbo Natale è costituito solo da se stesso e una manciata di renne, che per consegnare tutti i suoi regali dovrebbe viaggiare ad una velocità così alta che Rudolph e le altre renne, a causa dell’ attrito, brucerebbero all’istante, proprio come le piccole meteore entrando nell’atmosfera… forse questo spiega il naso rosso.

Se la fisica classica impedirebbe a Babbo Natale di viaggiare, possono la fisica relativistica e quantistica aiutarlo?

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Relatività

La relatività di Einstein ci dice come il tempo corri a ritmi diversi tra due osservatori che si muovono uno rispetto all’altro in sistemi differenti. Inoltre anche la gravità fa il suo gioco: infatti il tempo va più lentamente all’avvicinarsi alle grandi masse, rispetto ad una situazione che non presentano un corpo dotato di grande massa. Questo gioco relativistico potrebbe essere d’aiuto al nostro Babbo Natale, che avrebbe bisogno di una terra con una massa molto maggiore rispetto a quella del sole per avere “più tempo per le sue consegne”. L’alternativa relativistica arriva da Miguel Alcubierre, fisico che nel 1990, descrisse come i motori a curvatura presenti in Star Trek sono matematicamente realizzabili, sfruttando la proprietà dello spazio-tempo, ovvero quella di contrarre lo spazio davanti a se e espandendolo all’indietro, così da rimanere sempre in una bolla e poter viaggiare. Ma per il nostro Babbo Natale ciò non può essere realizzato, poiché secondo i calcoli servirebbe un’energia maggiore di quella contenuta nell’intero universo.

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rappresentazione artistica di una propulsione a curvatura

Effetto Tunnel

Un altro modo che Santa Claus ha per consegnare i suoi regali è quello di affidarsi, in qualche modo, ai fenomeni legati alla meccanica quantistica. Egli infatti pensando che possiede una grande quantità di energia, potrebbe usare quello che è l’effetto tunnel quantistico. Questa proprietà è data dal dualismo di una particella, che si comporta sia come particella sia come onda. Con l’effetto tunnel, in parole molto povere e con probabilità molto basse, si può bucare una barriera altrimenti insormontabile permettendo così il passaggio di informazione, o magari di qualche regalo…

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Rappresentazione artistica dell’effetto tunnel quantistico

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