Star Trek

Scienza o fantasia?

La fisica della serie Star Trek è veritiera o è soltanto fantascienza, qualcosa di inventato? Si possono davvero fare le cose fantastiche di Star Trek? Il produttore della serie, Gene Roddenberry, conosceva un po’ di astronomia. Sapeva che le navi spaziali hanno una velocità limitata e certamente non possono andare più veloci della luce, e che pertanto avrebbero impiegato decenni per raggiungere le stelle, una cosa certamente troppo noiosa per un telefilm che dura di un’ora e mezza. Così ha inserito nella serie motori a curvatura, che distorcono il continuum spaziotemporale concepito da Einstein. Con la propulsione a curvatura le navi possono raggiungere stelle lontane in ore o giorni e le storie si adattano alle vicende della vita umana, non si protraggono per intere vite.

Altre magie sono il teletrasporto, i miracoli medici e gli ologrammi, potenti strumenti costruiti dagli ingegneri umani nel futuro. Hanno innalzato la nostra visione di ciò che potrebbe essere possibile, e questo è uno dei motivi per cui i film sono stati così popolari.

Il teletrasporto di Star Trek è possibile?

Niente nella fisica di oggi dà un indizio su come il trasportatore potrebbe essere possibile. Rimaterializzando, perché tutto non cade a pezzi se una folata di vento o solo la normale gravità disturbano gli atomi che ricompaiono?
Alcune ricerche attuali esplorano nuovi mondi per manipolare le particelle e trasmettere informazioni sfruttando la meccanica quantistica.
Si tratta però di teletrasporto di informazioni, e non di materia, che sfrutta il misterioso fenomeno dell’entanglement quantistico,  secondo cui le proprietà di una particella influenzano le proprietà di un’altra particella a grande distanza.
Nel 2020 un qubit di fotoni (quanti di luce) è stato prolungato a lunga distanza (44 km di fibra) con una fedeltà superiore al 90%, utilizzando rilevatori a fotone singolo all’avanguardia e apparecchiature standard.

Il teletrasporto in fisica

Non abbiamo la più pallida idea di come costruire davvero un dispositivo come il trasportatore. Utilizza un raggio che viene irradiato dal punto A al punto B dove si ferma esattamente nel punto giusto – anche passando attraverso alcune barriere lungo il percorso – e ricostruisce la persona che trasporta sul posto. Oppure cattura lo schema di una persona, smaterializzandola e portando la persona a un altro punto. Tutti gli atomi e le molecole rimaterializzati sono in qualche modo nelle posizioni precisamente corrette, con le giuste temperature e aderendo insieme proprio come se il trasportatore non fosse stato smaterializzato.

Il computer

Nel giro di 400 anni o più – il tempo in cui Star Trek: The next generation è ambientato – è ragionevole aspettarsi che molte delle capacità dei computer in Star Trek vengano davvero raggiunte. È interessante notare che Internet non è stato previsto dai visionari di Star Trek, che sono rimasti concentrati su computer grandi e isolati.

Materia e antimateria

Si tratta di una delle migliori previsioni scientifiche di Star Trek. La miscelazione di materia e antimateria è quasi certamente il tipo più efficiente di fonte di energia che un’astronave potrebbe usare, e il modo in cui è descritto nella serie è ragionevolmente corretto: l’antimateria (antiidrogeno congelato) viene gestita con campi magnetici e non gli è mai permesso di toccare materia normale, o… KA-BOOM!

L’antimateria è stata di recente creata in laboratorio, ma non è ancora possibile produrre quantità di antimateria che sarebbero utili per la produzione di carburante o energia.

Motore a impulsi

Questo tipo di motore a razzo è basato sulla reazione di fusione: non esiste tuttavia ancora una tecnologia per svilupparlo, ma entrano nei limiti dell’ingegneria futura reale e possibile.

Alcuni episodi di Star Trek hanno anche menzionato l’azionamento ionico. Negli ultimi decenni, i veicoli spaziali russi, statunitensi, europei e giapponesi hanno utilizzato motori a propulsione ionica, noti come propulsori Hall. Sono molto più efficienti dei normali razzi chimici e sono stati in grado di lanciare sonde verso asteroidi e comete nel nostro sistema solare.

Androidi

Un’importante organizzazione di ricerca per la robotica è l’American Association for Artificial Intelligence. In una conferenza sulla cibernetica, diversi anni fa, al presidente dell’associazione è stato chiesto quale fosse l’obiettivo finale del suo campo tecnologico. Rispose: “Il tenente comandante Data”. Creare Mr. Data di Star Trek sarebbe un’impresa storica della cibernetica, ed è molto controverso in informatica se può essere fatto. Forse un computer autocosciente può essere inserito in un corpo a misura d’uomo e convinto a vivere in modo socievole con noi e con i nostri limiti. È molto più avanti della nostra tecnologia informatica, ma forse non è impossibile.

A proposito, i circuiti cerebrali ‘positronici’ del signor Data prendono il nome dai circuiti che il dottor Isaac Asimov ha immaginato per i suoi robot immaginari. I nostri medici possono usare i positroni per creare immagini del nostro cervello o di altri organi, ma non c’è motivo di aspettarsi che i positroni possano creare cervelli artificiali particolarmente buoni. I positroni sono antimateria!

Oggi ci sono molti tipi di robot giocattolo e macchine telecomandate. Tuttavia, non sono state create menti artificiali. I modi in cui i pensieri sono codificati e trasmessi all’interno del cervello umano rimangono solo grossolanamente compresi, impedendo lo sviluppo della vera telepatia. Tuttavia, è possibile trasmettere semplici comandi da cervello a macchina, consentendo a persone con disabilità o paralisi di controllare protesi e macchine. Sono in lavorazione interfacce cervello-macchina molto più complesse.

Esseri alieni

La sonda spaziale Kepler della NASA e altri programmi di ricerca astronomica hanno scoperto migliaia di pianeti extrasolari. I pianeti sono comuni nella nostra galassia, proprio come credevano i creatori di Star Trek. Ci sono chiari segni che la vita possa potenzialmente svilupparsi in numerosi luoghi della nostra galassia. Eppure, nonostante molte ricerche, non sono state ancora identificate trasmissioni radio o luminose da civiltà intelligenti.

Ora che comprendiamo un po’ la biochimica, la maggior parte degli scienziati concorda sul fatto che la vita probabilmente esiste in altri sistemi solari. Gli elementi chimici per la vita a base di carbonio, come le forme di vita sulla Terra, sono comuni nell’universo, quindi forse le forme di vita come noi sono numerose nella galassia. Possiamo immaginare tutti i tipi di creature intelligenti, con un numero qualsiasi di braccia, gambe, occhi o antenne, forse molto più intelligenti di noi. Potrebbero mai esistere ibridi metà umani / metà alieni, come il signor Spock? Sembra quasi impossibile, ma con il DNA ricombinante i nostri scienziati hanno già creato ibridi interspecie. Il signor Spock non è totalmente al di là della realtà biochimica, anche se decisamente al limite.