Challenge




Alieni superveloci?

Nel settore più fantascientifico di tutto il parco, l'extraterrestre di turno, proveniente da Zeta 2 Reticuli ma debitore nella corporatura più a Eta Beta che ad Alien, accompagna uno sbalordito interlocutore terrestre ? e gli spettatori ? in un avventuroso viaggio tra stelle, esplosioni nucleari, buchi neri, bolle gravitazionali e intelligenze non umane, fatte di cristalli o di pura energia. Aiutato da effetti speciali in tre dimensioni, l'umanoide spiega all'attonito compagno di viaggio come la sua astronave sia un obsoleto modello spinto da un "campo di forze", che non raggiunge nemmeno la velocità della luce, mentre le civiltà interplanetarie più trendy hanno superato da tempo questo limite grazie o alla propulsione Warp, che sfrutta l'energia delle "bolle gravitazionali e antigravitazionali", oppure alle scorciatoie offerte dal passaggio attraverso i buchi neri. Nonostante il velivolo da rottamazione, i due percorrono in pochi minuti decine di anni luce fino a giungere, non prima di una capatina sul sistema stellare binario di Sirio, al pianeta di origine dell'alieno, un deserto roccioso che francamente non sembrava valere lo sforzo, ma che con una graziosa trovata scenica gli spettatori si troveranno trasferito dallo schermo al corridoio di uscita, una volta abbandonata la sala di proiezione.



L'ingresso del padiglione Challenge
Fonte: mysterypark.ch

Dove sta il confine tra scienza e fantascienza? È possibile viaggiare a velocità superiori a quella della luce? Cosa ci riserva il futuro dell'esplorazione spaziale? Per una volta il museo di von Däniken non dà spiegazioni fantasiose sul passato ma spinge a riflettere sul futuro. Vediamo.

Si trasforma in un razzo missile...

Al giorno d'oggi tutti i veicoli spaziali sono spinti da varie forme di motore a reazione. Sfruttando il terzo principio della dinamica, per il quale a ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria, questi veicoli espellono costantemente una quantità di gas, piccola rispetto alla massa dell'astronave ma dotata di una velocità molto elevata, in direzione opposta a quella di moto: il veicolo si muoverà così nella direzione voluta, con una velocità molto inferiore a quella del gas (per la conservazione della quantità di moto) ma comunque rispettabile: con questa tecnica lo Space Shuttle raggiunge in orbita gli otto chilometri al secondo, una velocità che permetterebbe di andare da Torino a New York in meno di un quarto d'ora. L'energia necessaria per accelerare il gas può essere ottenuta per via chimica, attraverso una reazione che scalda il gas e un ugello che converte l'energia termica in energia cinetica (motori a propellente solido o a bipropellente), oppure per via elettromagnetica, sottoponendo un gas caricato elettricamente a un campo elettromagnetico (motori a propulsione ionica), o ancora scaldando il gas con l'energia proveniente da una fissione nucleare o da pannelli solari. Le variazioni sul tema sono molte, ma il principio su cui si basa il movimento di questi veicoli è sempre lo stesso, concepito dal russo Tsiolkovskij all'inizio del Novecento, e gravato da limiti teorici che lo rendono improponibile per distanze molto elevate.

Per questa ragione le agenzie spaziali di tutto il mondo sono alla ricerca di alternative: esistono studi per migliorare l'efficienza dei motori a reazione, tra i quali il progetto 242 a frammenti di fissione del gruppo guidato da Carlo Rubbia, che sfrutterebbe direttamente l'energia cinetica generata dalla fissione nucleare (anziché passare per una trasformazione intermedia, con le conseguenti perdite di energia, come i motori tradizionali) e potrebbe permettere di aumentare la velocità dell'astronave fino a 40 km/s.

Si cercano anche tecniche propulsive che non richiedano massa di reazione: le ipotesi teoricamente realizzabili sono diverse, e tra queste una delle più promettenti è la vela solare, un metodo, anticipato già da Keplero nel XVII secolo, che consiste nel costruire enormi membrane riflettenti molto leggere su cui la pressione di radiazione del Sole esercita una minuscola spinta causata dalla riflessione dei fotoni. Il principio di funzionamento è sempre quello di azione e reazione, la spinta complessiva è molto piccola e decresce col quadrato della distanza del Sole (o da un'altra sorgente di luce), ma questo metodo ha il grosso vantaggio di non richiedere propellente interno. Due prototipi di questo genere sono stati lanciati con successo dal Giappone nel 2004. Un sistema analogo, di cui però non esistono ancora prototipi, è quello della vela magnetica, che sfrutta la deviazione del vento solare (il flusso di particelle cariche, come protoni o neutroni, emesso dal Sole) ad opera di un campo magnetico prodotto da un cavo superconduttore attraversato da corrente elettrica.



Modello in scala di vela solare.
Fonte: ESA

Tutti questi progetti hanno però il difetto (almeno dal punto di vista del Mystery Park) di essere legati alle attuali conoscenze della fisica; per competere con le intelligenze cristalline di Sirio B ci vuole ben altro, un quantum leap conoscitivo.

La Forza sia con Voi

Ricordate le parole dell'extraterrestre? Il primo dei sistemi citati è quello del campo di forze: un'espressione che vuol dire tutto e niente (siamo tutti immersi nel "campo di forze" gravitazionale della Terra, soprattutto dopo un pranzo abbondante) e risale ai film di fantascienza dell'epoca in cui von Däniken andava al cinema con i compagni di liceo, gli effetti speciali 3D del Mystery Park erano di là da venire, e un bel "campo di forze" potente e soprattutto invisibile era il modo più economico per rimediare a attacchi alieni e buchi di sceneggiatura. Fantascienza a parte, però, con queste parole ci si può riferire anche a un principio che, per quanto futuristico, viene davvero studiato dalla NASA, almeno come ipotesi per il futuro lontano: la propulsione diametrale, ovvero la spinta generata da un "campo di forze" (per l'appunto) asimmetrico che circonda l'astronave e la accelera nella direzione della forza crescente. Questo effetto si potrebbe creare, almeno teoricamente, sfruttando particelle con massa negativa, alterando localmente la costante gravitazionale G, o con altri espedienti ancora più esotici. A livello puramente speculativo, tutto ciò sarebbe possibile senza violare la relatività ristretta, e dovendosi quindi mantenere al di sotto della velocità della luce nel vuoto (circa trecentomila chilometri al secondo)... proprio come diceva l'Eta Beta alieno!



La velocità dei veicoli progettati dall'umanità nella storia... e nella fantascienza.

Più veloce della luce!

Ma le frettolose creature dänikeniane, come il comandante Casco Nero di Balle spaziali, vogliono una velocità smodata e superano anche quella della luce ricorrendo alla propulsione Warp: una tecnologia ben nota agli appassionati di Star Trek (molto meno, purtroppo, agli attuali progettisti spaziali terrestri): fantascientificamente parlando, una propulsione Warp si può ottenere in molti modi diversi, ma nel filmato del Mystery Park ci si riferisce chiaramente alla propulsione di Alcubierre, una soluzione alle equazioni di campo della relatività generale in cui la materia distorce la geometria dello spazio-tempo facendo contrarre lo spazio "davanti" all'astronave ed espandere lo spazio "dietro", permettendo così al veicolo di spostarsi all'interno di una "bolla" in movimento e sfuggire ai limiti relativistici. L'ipotesi ha una giustificazione matematica, ma crea alcuni "effetti collaterali" non conciliabili con le nostre conoscenze attuali, come la presenza di energia negativa. La velocità della propulsione Warp è espressa da un numero che, analogamente al numero di Mach (il quale indica il rapporto tra la velocità dell'oggetto e la velocità del suono nello stesso mezzo) definisce il rapporto tra la velocità dell'astronave e la velocità della luce c nel vuoto, una volta elevato al cubo: ad esempio Warp 1 coincide con la velocità della luce (trecentomila km/s), Warp 2 indica 23 volte c (due milioni e quattrocentomila km/s), Warp 8 corrisponde a 83 volte c (centocinquanta milioni di chilometri, la distanza tra la Terra e il Sole, al secondo), una velocità sufficiente per andare dalla Terra a Zeta 2 Reticuli in due settimane, ma che per attraversare l'intera Via Lattea (il cui diametro è stimato in 100.000 anni luce) richiederebbe ben 200 anni e un bel po' di pazienza.



Un'illustrazione della propulsione di Alcubierre.
Fonte: University of South California

L'altra tecnica menzionata nel filmato, quella di buttarsi attraverso i buchi neri, potrebbe riferirsi a una variante della propulsione diametrale o, più probabilmente, ai wormhole (detti più tecnicamente "ponti di Einstein-Rosen"), ipotetiche scorciatoie nello spazio-tempo, così chiamate perché, nell'analogia tridimensionale, ricorderebbero il movimento di un verme che, invece di limitarsi a strisciare sulla superficie di una mela, scavi una galleria al suo interno raggiungendo così più rapidamente la superficie opposta. Come per la propulsione di Alcubierre, anche per l'esistenza dei wormhole le equazioni della relatività generale richiedono di postulare l'esistenza della "materia esotica", dotata di energia negativa, oltre ad una teoria quantistica della gravità, che al momento non esiste, sebbene sia attivamente ricercata dai fisici teorici.



La rappresentazione tridimensionale di un wormhole.
Fonte: Stephen Hawking's Universe

Le ipotesi fantascientifiche sul trasporto spaziale sono molte di più, ma questo elenco è sufficiente allo scopo. In sintesi, stiamo davvero cercando nuove tecnologie che ci permettano di esplorare lo spazio più velocemente, anche se resteremo ancora lontani a lungo, se non per sempre, dalla velocità della luce c; le nostre conoscenze attuali non sostengono l'ipotesi di velocità superluminali (maggiori di c), per quanto non si possa nemmeno escludere che scoperte future le rendano possibili; forse non incontreremo mai alieni dall'accento svizzero, ma con ogni probabilità il futuro dell'esplorazione spaziale ci riserverà comunque molte sorprese.

Approfondimenti

  • Una dettagliata rassegna delle tecniche di propulsione spaziale
  • Un elenco di concetti avanzati di propulsione
  • Il progetto BPP della NASA per l'innovazione dei trasporti spaziali

     Il mistero dei Dogon

    Durante una tappa del suo viaggio interstellare, l'alieno ci svela: "I Dogon conoscono Sirio A e B, sebbene il piccolo Sirio sia visibile solo con un telescopio gigante. Ne conoscono l'orbita e il tempo di rotazione, e sono al corrente anche delle forze di attrazione di Sirio B. Dicono di avere appreso tutto ciò dal loro maestro celeste."

    Davvero abbiamo le prove di visitatori extraterrestri sulla Terra? Da cosa nasce questa teoria?

    I Dogon sono una popolazione che vive nella parte orientale del Mali, al confine con il Burkina Faso. Dal 1931 al 1952 due antropologi francesi, Marcel Griaule e Germaine Dieterlen, vissero con loro e ne studiarono le conoscenze astronomiche. Secondo le informazioni che raccolsero, i Dogon conoscevano l'esistenza di una stella compagna di Sirio, piccola e molto densa, costituita da una materia più pesante di qualsiasi cosa conosciuta sulla Terra, che si muove intorno a Sirio su un'orbita ellittica di 50 anni. La stella compagna di Sirio, che corrisponde perfettamente a questa descrizione, è visibile soltanto con un telescopio abbastanza grande e fu osservata per la prima volta soltanto nel 1862, mentre l'elevata densità delle nane bianche fu scoperta solo negli anni Venti. Come facevano i Dogon a sapere queste cose? Ce n'era abbastanza per rimanere sbalorditi. Griaule e Dieterlen, saggiamente, non fecero nessuna ipotesi, ma nel 1976 un archeologo inglese, Robert Temple, ipotizzò nel libro The Syrius Mystery (Il mistero di Sirio) che i Dogon conoscessero questi fatti da almeno 500 anni, e che li avessero appresi da esseri intelligenti anfibi provenienti da Sirio.

    Davvero questa è l'unica spiegazione possibile? Come spesso accade nell'archeologia misteriosa, un esame più approfondito delle fonti rivela qualche sorpresa.

    Per incominciare, secondo i Dogon Sirio ha due compagne, non una: queste stelle compagne hanno rispettivamente attributi maschili e femminili. Una delle due è stata forse dimenticata per far apparire la coincidenza tra le tradizioni dei Dogon e le conoscenze scientifiche attuali più forte di quanto sia realmente. Soprattutto, le due compagne di Sirio sembrano avere un significato simbolico, relativo alla fertilità, e non letterale, come interpretato da Temple: nel disegno fatto dai Dogon sulla sabbia e raccolto da Griaule e Dieterlein, oltre a quelli identificati come Sirio A e Sirio B (indicati nell'illustrazione rispettivamente con le lettere A e B) sono presenti molti altri simboli, tutti racchiusi all'interno di un ovale, che nel libro di Temple sono stati cancellati dall'immagine; infine, il simbolo di Sirio B è all'interno dell'ovale e non su di esso, come sarebbe logico se la linea ne rappresentasse l'orbita.



    Il disegno originale dei Dogon contiene molti simboli;
    l'interpretazione di Temple che rappresentasse un sistema stellare binario sembra improbabile.
    Fonte: Skeptical Inquirer

    Come si è stabilito che i Dogon avessero queste conoscenze da cinque secoli? Dato che la loro cerimonia si tiene ogni sessant'anni, ogni volta con una nuova maschera, e che in un sito sono state trovate 6 maschere, più due cumuli di polvere che potrebbero essere i resti altre due maschere (ma potrebbero anche essere tutt'altro), secondo Temple la cerimonia potrebbe risalire a 60 x 8 = 480 anni prima; questo però non dimostra che le conoscenze astronomiche siano altrettanto antiche. Infatti, secondo l'astronomo americano Carl Sagan, i Dogon, che non sono affatto isolati ma vivono vicino a importanti vie di comunicazione, potrebbero avere assorbito queste conoscenze da altri visitatori occidentali in epoca molto recente, all'inizio del XX secolo, e averle poi trasferite nella loro cultura.

    Nel libro di Temple ci sono molte altre contraddizioni e interpretazioni azzardate, ma il problema di fondo è che il lavoro originale di Griaule e Dieterlen è molto discutibile. I due studiosi, che avevano lo scopo dichiarato di rivalutare la cultura africana, intervistarono i Dogon soltanto tramite interpreti, e ricavarono l'intera teoria di Sirio da interviste ad una sola persona: nessun altro Dogon ha mai riferito di stelle compagne, o di periodi orbitali di 50 anni, o di materia ultrapesante.

    L'ipotesi di Sagan, quindi, non è necessaria, perchè non ci sono le prove che queste conoscenze fossero davvero diffuse tra i Dogon, nemmeno in forma simbolica: è più probabile che l'origine di questa leggenda sia dovuta a un insieme di fattori: un testimone che desiderava compiacere i suoi gentili ospiti, alcune interpretazioni azzardate, e una buona dose di wishful thinking da parte dei due antropologi.

    Approfondimenti

  • Dogon e Sirio B di Gianni Comoretto
  • I Dogon di Luca Berto

  • Testi a cura di Andrea Ferrero