Wormholes nello Spazio

L'interesse nei cosiddetti wormholes attraversabili è aumentato in seguito alla pubblicazione di un documento del 1987 di Michael Morris, Kip Thorne e Uri Yertsever (MTY) al California Institute of Technology. Questo documento è derivato da una richiesta a Thorne di Carl Sagan, che cercava di capire come trasportare la sua eroina nel film Contact lungo distanze interstellari a velocità trans-luminale. Thorne ha sottoposto il problema ai suoi studenti, Michael Morris e Uri Yertsever, che hanno capito come un tale viaggio sarebbe possibile se un wormhole potesse rimanere aperto per il passaggio di un'astronave. Il trio MTY concluse che tenere aperto un wormhole richiederebbe materia con densità d'energia negativa e una grande pressione negativa, superiore più in magnitudine che in densità. Tale materia potenziale è detta materia esotica.

Anche se l'esistena della materia esotica è speculativa, si conosce un modo per produrre densità energetica negativa: l'effetto Casimir. Come fonte per il wormhole, il gruppo MTY si è rivolto all'energia del vuoto. Lo "spazio vuoto" nelle dimensioni più piccole risulta non vuoto, ma ribollente di fluttuazioni violente nella geometria dello spaziotempo. A questo livello della natura si pensa che wormholes ultra-piccoli si formino e spariscano continuamente. I tre fisici hanno suggerito che una civiltà abbastanza avanzata potrebbe espandere uno di questi piccolissimi wormholes a dimensioni macroscopiche fornendo energia. Quindi il wormhole potrebbe essere stabilizzato usando l'effetto Casimir tramite due sfere cariche superconduttive posizionate nelle sue aperture o bocche. Infine, le bocche potrebbero essere portate in due regioni dello spazio lontane per ottenere un mezzo di comunicazione e viaggio ultraluminale.

Per esempio, una bocca posizionata su un'astronave potrebbe essere portata a molti anni luce di distanza. Dato che questo viaggio avverrebbe attraverso il normale spaziotempo, la sua velocità sarebbe inferiore a quella della luce, ma durante il viaggio e in seguito, sarebbe possibile la comunicazione e il trasporto istantaneo grazie al wormhole. L'astronave verrebbe anche rifornita di carburante e provviste grazie ad esso. Inoltre, grazie alla dilatazione temporale relativistica, il viaggio non richiederebbe molto tempo, anche misurato da osservatori a Terra. Per esempio, se una veloce astronave che trasporta un wormhole, dovesse viaggiare fino a Vega a 25 anni luce di distanza, al 99,9999% della velocità della luce (con un fattore di dilatazione temporale di 100), gli orologi sul mezzo misurerebbero una durata del viaggio di 3 mesi. Il wormhole dall'astronave alla Terra, lega direttamente lo spazio e il tempo tra le bocche, una sull'astronave e una sopra o vicino al pianeta, quindi come misurato anche dagli orologi a Terra, durerebbe solo tre mesi, tre mesi per stabilire un trasporto e una comunicazione istantanea tra noi e Vega.

Chiaramente lo schema MTY non è senza difficoltà tecniche, una delle quali è che le forze incredibilmente potenti necessarie per tenere aperto il wormhole, possono fare a pezzi qualsiasi cosa o chiunque cerchi di passarvi attraverso. Cercando di ideare un ambiente più adeguato a ipotetici viaggiatori in un wormhole, Matt Visser della Washington University di St.Louis, ha pensato ad una configurazione in cui la regione nello spaziotempo della bocca di un wormhole è piatta (quindi libera da forze), ma strutturata da materia esotica. Visser immagina una forma cubica, con connessioni piatte del wormhole sulle facce quadrate e stringhe cosmiche come lati. Ogni faccia cubica può essere connessa alla faccia di un'altra bocca cubica o le sei facce del cubo possono connettersi a sei diverse facce del cubo in sei luoghi separati.

Nel 2011, Panagiota Kanti (Università di Ioannina) e Burkhard Kleihaus (Universität Oldenburg), hanno mostrato come sia possibile costruire wormholes attraversabili usando materia esotica tramite una forma di teoria delle stringhe. Dato che la nostra tecnologia non è ancora all'altezza della creazione di una metropolitana che sfrutta i wormholes, ci siamo chiesti se possa già esistere. Una possibilità è che razze avanzate nella Galassia e oltre, abbiano già creato una rete di wormholes che potremmo imparare ad usare. Altra possibilità è che i wormholes si formino in modo naturale. David Hochberg e Thomas Kephart della Vandebilt University hanno scoperto che, nei primi momenti dell'Universo, la stessa gravità può aver prodotto regioni di energia negativa in cui wormholes naturali e auto-stabilizzanti potrebbero essersi formati. Tali wormholes, creati nel Big Bang, potrebbero essere presenti e connettere varie distanze nello spazio.

Tradotto da Richard per Altrogiornale.org

articolo pubblicato sul sito: ALTROGIORNALE