Come costruire un cunicolo spazio-temporale

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Lo spazio è immenso e attraversarlo anche alla velocità della luce, che è la velocità massima raggiungibile, richiede tempi enormi per spostarsi anche solo da un quartiere della nostra galassia ad un altro.
Tuttavia c’è un concetto teorico, quello del wormhole, detto anche cunicolo spazio-temporale, che permetterebbe di manipolare lo spazio onde effettuare spostamenti in esso senza dover far ricorso a velocità sempre maggiori.

Costruire un cunicolo spazio-temporale è incredibilmente difficile

Secondo un nuovo articolo di Ars Technica, è incredibilmente difficile, con le tecnologie di cui disponiamo ora, costruire un vero wormhole. Al massimo si possono fare speculazioni ed è quello che il nuovo articolo fa. Secondo l’articolo ci sono tre metodi, solo in teoria, per costruire uno wormhole funzionante: il ponte Einstein-Rosen, il ponte Morris-Thorne e il ponte energetico esotico.

Il ponte Einstein-Rosen

Il ponte di Einstein-Rosen (il nome deriva da Einstein e da un suo collega, Nathan Rosen) è una struttura, naturalmente solo teorica, che può collegare punti anche lontanissimi tra loro nello spazio-tempo. Si applica in base ad una soluzione particolare delle equazioni del campo di Einstein. Quando si parla di wormhole, spesso si prende in considerazione proprio il ponte di Einstein-Rosen in quanto esso può essere più facilmente visualizzato come un tunnel con due estremità che rappresentano due punti diversi dello spazio, nel tempo oppure in entrambi.

Il ponte di Einstein-Rosen avalla anche l’idea dei cosiddetti “buchi bianchi”, praticamente buchi neri all’incontrario con una fonte di entrata in cui il materiale viene risucchiato e un’area di uscita in cui viene espulso. In tal senso un cunicolo del genere potrebbe essere usato per uno spostamento nello spazio. Come fa notare l’articolo, c’è però un problema insormontabile: un buco bianco risulterebbe molto instabile, troppo per essere attraversato. Probabilmente non esistono neanche. Il punto di ingresso potrebbe allora trovarsi all’interno dell’orizzonte degli eventi di buco nero. Ma la fisica ci dice che una volta superato questo confine è impossibile poi uscirne.[1]

Il ponte Morris-Thorne

Il ponte Morris-Thorne (nome che deriva da chi l’ha concettualizzato nel 1988, lo scienziato Kip Thorne e il suo studente Mike Morris) è un tunnel spazio-temporale che viene tenuto aperto da un guscio sferico fatto di materia esotica. Nel concetto di Morris e Thorne, il wormhole potrebbe essere stabile, e dunque attraversabile. Questo ponte ha il vantaggio di non avere un “orizzonte degli eventi”, differentemente dai ponti che sfruttano i buchi neri. Questo cunicolo sarebbe attraversabile in tutte e due le direzioni. La “gola” del wormhole potrebbe essere tenuta aperta da un qualche tipo di materia esotica con una densità di energia negativa. L’energia negativa necessaria potrebbe essere fornita dai campi di materia quantistica oppure l’intero wormhole potrebbe essere prodotto tramite ha un evento di tunneling quantistico.[2]

Il ponte ad energia esotica

Un ponte ad energia esotica è un ponte spazio-temporale che per funzionare potrebbe servizi di energia negativa. L’energia negativa è un concetto che si usa nella fisica per spiegare il campo gravitazionale e alcuni effetti dei campi quantistici. L’energia negativa potrebbe essere recuperata dal vuoto dello spazio visto che nel vuoto coppie virtuali di particelle e antiparticelle appaiono e scompaiono spontaneamente per brevissimi periodi di tempo prima di annientarsi. Si crede che alcune di queste particelle possono avere un’energia negativa e quest’ultima potrebbe essere “recuperata” sfruttando l’effetto Casimir. Si potrebbero porre due lastre metalliche piatte molto vicino tra loro con in mezzo il vuoto e senza campi elettromagnetici e sfruttare una particolare proprietà fisica, già dimostrata tramite esperimenti, per produrre un certo quantitativo di energia negativa. Tuttavia, come spiega l’articolo, si conosce ancora poco riguardo queste proprietà del vuoto, anzi non si sa nemmeno con chiarezza se l’energia negativa che si può ottenere tramite l’effetto Casimir sia il giusto tipo di energia negativa per creare un wormhole.[1]

Note e approfondimenti

  1. How to build a wormhole in just 3 (nearly impossible) steps | Ars Technica
  2. Ellis wormhole without a phantom scalar field – PMC

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