Un motore per curvare

La serie televisiva Star Trek ha raccolto in poco più di 50 anni una gran quantità di appassionati: il segreto del suo successo è, in effetti, contenuto in una serie di molteplici elementi. Da un lato l’ottima caratterizzazione dei personaggi e le storie mai banali proposte dagli sceneggiatori, dall’altra il tentativo di rappresentare in maniera quanto più plausibile possibile la tecnologia e la fisica alla base della serie.
È innegabile che, se parliamo di viaggi nello spazio profondo, la fisica che domina tutta la serie è la relatività, speciale e generale, di Albert Einstein, ma di tutti gli elementi che la serie ha introdotto, quelli che hanno maggiormente colpito l’immaginario popolare sono il teletrasporto e il motore a curvatura. Sono, infatti, i due sistemi che riducono i tempi di percorrenza di grandi distanze, come quelle planetarie (relativamente al teletrasporto) o interplanetarie (relativamente ai viaggi nell’universo).
In particolare il motore a curvatura ha un fascino innegabile, legato all’idea o al sogno di poterci lanciare in una nuova avventura esplorativa, questa volta viaggiando tra le stelle. E in effetti spinti da questo sogno alcuni fisici hanno cercato di progettare un motore a curvatura. Come avevo già scritto tempo fa, la prima e più nota proposta fu quella del 1994 di Miguel Alcubierre, cui nel 2012 fece seguito il ricercatore della NASA Harold White che ipotizzò la possibilità di ridurre la massa e l’energia negative necessarie per il motore modificando la forma del disco di curvatura. Il problema era che la massa necessaria andava da quella del Voyager 1 a quella presente nell’intero universo osservabile!
Nonostante queste piccole difficoltà di ordine tecnico, l’interesse verso il motore a curvatura continua a restare particolarmente alto, tanto che curiosando in giro ancora oggi continuano a uscire articoli sull’argomento, come i due che ho selezionato per questo brebe post:

Jusufi, K., Sakallı, İ., & Övgün, A. (2018). Quantum tunneling and quasinormal modes in the spacetime of the Alcubierre warp drive. General Relativity and Gravitation, 50(1), 10. doi:10.1007/s10714-017-2330-8 (arXiv)

In a seminal paper, Alcubierre showed that Einstein’s theory of general relativity appears to allow a super-luminal motion. In the present study, we use a recent eternal-warp-drive solution found by Alcubierre to study the effect of Hawking radiation upon an observer located within the warp drive in the framework of the quantum tunneling method. We find the same expression for the Hawking temperatures associated with the tunneling of both massive vector and scalar particles, and show this expression to be proportional to the velocity of the warp drive. On the other hand, since the discovery of gravitational waves, the quasinormal modes (QNMs) of black holes have also been extensively studied. With this purpose in mind, we perform a QNM analysis of massive scalar field perturbations in the background of the eternal-Alcubierre-warp-drive spacetime. Our analytical analysis shows that massive scalar perturbations lead to stable QNMs.

Driver, N. A. (2018). Warp Drive Spacetimes.

The concept of faster than light travel in general relativity is examined, starting with a review of the Alcubierre metric. This spacetime, although incredible in its implications, has certain unavoidable problems which are discussed in detail. It is demonstrated that in order to describe faster than light travel without any ambiguities, a coordinate independent description is much more convenient. An alternative method of describing superluminal travel is then proposed, which has similarities to the Krasnikov tube.

P.S.: considerate un po’ questo post l’equivalente delle galline aliene che a volte propinano i giornali per riempire le proprie colonne in caso di carenza di notizie: spero che risulti soddisfacente come una gallina aliena!