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Fisica,  SCIENZA

Curvatura Spazio-Tempo. Viaggi interstellari



L’uomo ha cercato di esplorare la vastità del cosmo negli ultimi decenni. Tuttavia, per quanto riguarda i viaggi nello spazio. E’ ormai evidente che i suoi sforzi sono fortemente limitati d due formidabili barriere. La vastità stessa dello spazio e la lentezza dei mezzi a nostra disposizione. Ad esempio, un viaggio su Marte con le attuali velocità dei veicoli spaziali, richiederebbe diversi mesi. Mentre un viaggio sulla stella più vicina, ‘ Alpha Centauri’, richiederebbe centinaia di migliaia di anni. (Curvatura spazio-tempo. Viaggi interstellari

I viaggi sui pianeti di altri sistemi solari potrebbero durare milioni di anni. Viaggiare a velocità prossime alla luce, se tecnicamente possibile, non risolverebbe tutte le difficoltà, a causa delle enormi distanze interstellari.

L’ESPLORAZIONE DEL COSMO.

Non ha molto senso lanciare una spedizione scientifica, sapendo che solo tra migliaia di anni riceveremmo notizie. È chiaro che, con la tecnologia attuale, non possiamo realizzare l’esplorazione del Cosmo. Sperare di visitare altre probabili civiltà, o studiare da vicino i buchi neri, supernove e altre meraviglie. Sembra che dobbiamo restare per sempre confinati nelle immediate vicinanze del Sistema Solare. Destinati alla solitudine cosmica.. Tuttavia, queste difficoltà possono teoricamente essere eluse nella teoria della gravità, la relatività generale di Einstein.

Il punto chiave della relatività generale è che è possibile modificare il tempo necessario per viaggiare modificando la distanza da percorrere. O in alternativa, raggiungere velocità arbitrariamente elevate senza, tuttavia, raggiungere la velocità della luce.

Secondo la teoria della Relatività, lo spazio tempo può essere estremamente curvo in modo da collegare due regioni distanti tramite una scorciatoia. Questa ipotetica scorciatoia si chiama ‘Wormhole‘ che contiene due ingressi – bocche- , collegati da un tunnel, la cui circonferenza minima chiameremo ‘gola’.

(Curvatura spazio-tempo. Viaggi interstellari)

I wormhole o buchi neri.

E’ possibile visualizzare un wormhole attraverso un diagramma di immersione, che idealizza uno spazio-tempo con solo due dimensioni spaziali. In questo diagramma la gola del wormhole è rappresentata da una circonferenza. Ma nello spazio tempo quadridimensionale sarebbe una sfera.

I wormhole furono matematicamente scoperti come soluzioni di equazioni di campo, da Flamm nel 1916, pochi mesi dopo che furono formulati da Einstein. Nel 1935, Einstein e Rosen, nel tentativo di costruire un modello geometrico di una particella elementare. Trovarono soluzioni che rappresentavano lo spazio fisico di due piani identici, essendo la particella un ponte tra due piani. Questa soluzione, in seguito, divenne nota come “Ponte di Einstein-Rosen”.

I wormhole sono stati oggetto di uno studio esaustivo negli anni ’50 dal fisico americano John Wheeler e dai suoi collaboratori. Tuttavia, nessuna delle soluzioni che hanno trovato rappresenta un wormhole passabile nello spazio-tempo. Le soluzioni trovate furono quelle di un wormhole dinamico che, una volta creato, si espandeva al massimo valore di gola. Contraendosi di nuovo fino a quando la gola scompariva. L’espansione e la contrazione del wormhole è così rapida che impedisce l’attraversamento di qualsiasi viaggiatore o persino fulmine.

(Curvatura spazio-tempo. Viaggi interstellari)

LE LEGGI DELLA FISICA CLASSICA.

Le nuove soluzioni trovate avevano alcune caratteristiche peculiari. Vale a dire, la materia che costituisce il wormhole ha una densità di energia negativa quando viene osservata da un viaggiatore che lo attraversa ad alta velocità. Si dice a volte che questa materia sia “oscura” perchè viola alcune condizioni energetiche che sono fondamentali per i teoremi classici sulle singolarità dello spazio-tempo. Apparentemente le Leggi della Fisica Classica proibiscono la densità di energia negativa. Ma la teoria dei campi quantistici ne predice l’esistenza, violando così alcune di queste condizioni energetiche. Questo argomento continua ad essere oggetto di una indagine molto intensa. Una possibile formulazione di una teoria della gravità quantistica dovrebbe risolvere il problema.

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