Il Superuovo

Relatività generale, onde e spaziotempo: Einstein & Silver Surfer ci spiegano come poterle sfruttare

Relatività generale, onde e spaziotempo: Einstein & Silver Surfer ci spiegano come poterle sfruttare

Relatività generale e fumetti concordano: è possibile curvare lo spaziotempo e percorrere distanze incredibili in un attimo.

 

La Relatività Generale, la teoria dell’incredibilmente grande, afferma che lo spaziotempo è un ‘tessuto’ e come tale si può contrarre, dilatare e formare onde. Silver Surfer, personaggio dei fumetti Marvel, applica la teoria al suo massimo. Ecco come.

Di Tempo e Di Spazio

La Relatività Generale, teoria elaborata da Einstein nel 1915, rappresenta ad oggi la più completa e precisa espressione matematica della gravità su grandi scale. È doveroso, però, puntualizzare che essa non è ancora completa, poiché su scale estremamente piccole, subatomiche, essa non è in grado di fornire risultati fisicamente sensati.

Questa teoria una volta pubblicata ha distrutto le fondamenta dei due principali protagonisti della fisica da oltre 200 anni, lo spazio e il tempo.

Nel 1687 viene pubblicata la prima teoria di gravitazione universale ad opera di Sir. Isaac Newton, la quale forniva un’espressione matematica della forza attrattiva tra due corpi, inglobando e dimostrando tutte le singole leggi sui moti planetari. I pilastri su cui poggiava tale teoria erano due: lo spazio, che era l’unico protagonista che la teoria prendeva in considerazione; e il tempo, considerata una dimensione a parte, intangibile, inarrestabile e assoluto.

I pilastri però cominciarono a crepare già con la pubblicazione della Relatività Ristretta, in cui spazio e tempo non erano più né assoluti né indipendenti. Il colpo di grazia avvenne dunque nel 1915 con la nascita della Relatività Generale.

Proviamo a capire ora cosa Einstein ha pubblicato e la sua importanza. Immaginiamo che lo spazio in cui noi viviamo, lo spaziotempo avente 4 dimensioni, di cui 3 spaziali (lunghezza, altezza e profondità) e una di temporale, diventi bidimensionale, un lenzuolo insomma. Lo tiriamo dalle estremità e ci appare piatto, senza increspature o deformazioni. Possiamo ora prendere un oggetto pesante e posizionarlo sul lenzuolo, quest’ultimo si deformerà creando una conca, un avvallamento in corrispondenza del peso. Via via che ci si allontana dal peso, la curvatura diminuisce sino a tornare piatto.

Se ora provaste a lanciare orizzontalmente una biglia si muoverebbe con una traiettoria curva nonostante essa venga lanciata in linea retta. Questo comportamento è proprio ciò che si osserva nella realtà, ad esempio nel sistema Terra-Luna, la Terra deforma lo spaziotempo, modificandone la geometria, e la Luna, ne rimane ‘intrappolata’ in una traiettoria ellittica. Le conseguenze, di tale teoria unificatrice di spazio e tempo, sono incredibili, dalla previsione teorica dei buchi neri alle onde gravitazionali.

Quest’ultime sono di particolare importanza. Rilevate nel 2015, le onde gravitazionali sono proprio uno scuotimento di tipo ondulatorio, tipo le onde del mare, dello spaziotempo. Da qualche parte nel cosmo, due buchi neri si sono fusi tra loro, e durante gli ultimi istanti di vita, in cui ruotavano uno intorno all’altro, deformavano lo spaziotempo stesso, increspandolo e scuotendolo. Per produrre tali onde è servito l’equivalente di 3 massi solari in energia. Data la relazione E = mc^2 , 3 masse solari sono un’energia incredibilmente grande, essa è abbastanza per un’oscillazione inferiore al diametro di un protone, un’ampiezza del tutto subatomica.

Solo un essere divino, Silver Surfer, riesce a sfruttare queste onde per muoversi, sfruttando le contrazioni dello spazio-tempo, il fantascientifico motore a curvatura.

Il surfista d’argento

Norrin Radd, brillante scienziato alieno, diventa il surfista d’argento per proteggere il proprio pianeta dall’attacco di Galactus, il divoratore di mondi. Decide quindi di diventarne l’ambasciatore e subito comincia la ricerca di pianeti da lasciare divorare al suo padrone. Approda così sulla Terra, dove incontra i Fantastici 4, primi suoi veri nemici.

Silver Surfer, una volta diventato l’araldo di Galactus, riceve in dono i Poteri Cosmici che gli modificano l’aspetto fisico, trasformandolo in un umanoide argentato dotato di una tavola da surf,anch’essa argentata, che gli permette di viaggiare più veloce della luce.

Le meraviglie dei Poteri Cosmici non finiscono qua. Il Surfista d’Argento è anche dotato di una forza sovrumana, può assorbire e modificare l’energia nell’ambiente intono a lui e spostarsi di miliardi di anni luce in un batti baleno. Inoltre esso ha il controllo completo sulla gravità, può creare buchi neri e distruggere interi pianeti. Insomma, un degno avversario per il Dottor Manhattan.

Quello che lascia però a bocca aperta è che nonostante tutto ciò sembri altamente frutto della fantasia degli autori, in realtà esso trova riscontro nella fisica reale, o quanto meno in quella possibile.

Stiamo per scoprire come violare molti principi fisici senza infrangerne alcuno in realtà, e come questo lasci aperte enormi possibilità.

Curve e velocità

Alla domanda su come faccia Silver Surfer a muoversi più velocemente della luce la risposta è che non può. La velocità della luce è un limite invalicabile per tutti i corpi dotati di massa e se qualora essi, come i fotoni, fossero privi di massa, la velocità dalla luce sarebbe la sola velocità ammessa. Ma allora come fa?

Semplicemente non lo fa. È lo spazio stesso che viene piegato davanti a lui e ridisteso una volta passato. Immaginiamo un foglio su cui disegniamo due punti, uno a destra e uno a sinistra. La distanza più breve sarebbe la linea che li unisce. Ma se potessimo agire sulla geometria del foglio, piegandolo a metà per avvicinare i punti, la distanza si ridurrebbe conseguentemente, sino a raggiungere 0 se si sovrapponessero. Una volta ‘saltati’ al punto di arrivo basta lasciare libero il foglio di tornare alle sue dimensioni originali.

Questo modo di viaggiare ancora fantascientifico, trova però plausibilità secondo le leggi della fisica, di cui Silver Surfer ci mostra un esempio corretto. L’unica cosa che può piegare lo spazio in tale modo è una massa pressoché infinita o la quantizzazione della gravità, le particelle dette gravitoni. Una teoria quantistica della gravità non esiste, anche se sono state proposte teorie che la prevedono ma non sono verificabili, quali la teoria delle stringhe.

Silver Surfer potrebbe sfruttare però l’energia liberata dalla fusione di buchi neri supermassicci, tipo quello al centro della nostra galassia, per ‘cavalcare’ le onde gravitazionali. Tale impresa però risulterebbe poco efficiente dal punto di vista delle velocità, le onde gravitazionali viaggiano alla velocità della luce.

Deve essere sottolineato ancora che esiste un limite invalicabile in termini di velocità per i corpi massivi ma tale limite non si applica allo spazio stesso, che è libero di muoversi anche più veloce della luce, la cosiddetta Inflazione Cosmologica. Durante il secolo scorso, i fisici hanno trovato conferme sperimentali all’Inflazione Cosmica, stimando che l’Universo abbia un diametro di circa 93 miliardi di anni luce ed un’età di soli 14 miliardi. Esso si è espanso più velocemente di quanto la luce possa fare.

E tu che ne pensi? Faccelo sapere!

Questo sito usa Akismet per ridurre lo spam. Scopri come i tuoi dati vengono elaborati.

%d blogger hanno fatto clic su Mi Piace per questo: