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Comunicare nello spazio

Questa immagine sarà sicuramente familiare a molti cultori della saga Star Trek. Una videoconferenza interstellare. La videoconferenza in sé era fantascienza negli anni ’70 del secolo scorso, oggi è alla portata di tutti. Il problema è l’aggettivo interstellare. Come è possibile comunicare all’interno della galassia?

Abbiamo già parlato di viaggi spaziali in un altro articolo di questo blog. Abbiamo accennato anche alle brillanti invenzioni di scrittori e sceneggiatori che permettono alle astronavi di muoversi agilmente attraverso la galassia, aggrappandosi alle frange della fisica relativistica e quantistica, fino al teletrasporto. Ma quello della comunicazione è un altro problema: noi non vogliamo muoverci velocissimi: vogliamo solo che le nostre informazioni viaggino velocissime.

Vediamo: da oltre un secolo abbiamo imparato a usare le onde elettromagnetiche che viaggiano alla velocità della luce, ossia a circa 300.000 chilometri al secondo. Per intenderci: in un secondo la luce fa quasi otto volte il giro del mondo, e questo spiega perché a noi le comunicazioni sembrano istantanee, anche se ci colleghiamo con Skype con un collega di lavoro in Australia. A proposito, con i sistemi a fasci di fibre utilizziamo proprio la luce per comunicare, convogliandola attraverso dei canali sottilissimi in modo che possa seguire percorsi complessi senza disperdersi. Ottimo, no? Certo, ottimo per le distanze terrestri. Ma appena mettiamo il naso fuori le cose cambiano drammaticamente.

Sapete quanto impiega la luce del sole per arrivare fino a noi? circa otto minuti. In pratica se il sole si spegnesse di botto l’informazione “sole spento” ci arriverebbe con un ritardo di otto minuti. Tutto ciò che vediamo “là fuori” lo vediamo come era nel passato. Anche la luna, tanto vicina, la vediamo come era 1,3 secondi fa. Insomma la luce, con la sua velocità spaventosa, “fatica” ad attraversare gli ampi spazi interplanetari, e diventa lentissima quando si tratta di spazi interstellari. Lo sappiamo, no? la stella più vicina, Proxima Centauri, dista da noi circa 4 anni luce, ed è quello il tempo che la luce impiega ad arrivare da noi.

Cosa ci mette a disposizione la fisica per comunicare più velocemente? Ben poco in realtà, così come ben poco ci viene offerto anche dalla fantascienza. Come abbiamo già scritto altrove, gli scrittori di fantascienza glissano sull’argomento, non fornendo quasi mai dettagli tecnici sui sistemi di comunicazione e messaggistica spaziali. Preferiscono occuparsi di viaggi e trasporti.

Insomma, sarebbe questo il paradosso: siamo in grado di organizzare viaggi ultraluminali usando i trucchi dell’iperspazio e cose simili, quindi potremmo trasportare oggetti dotati di massa su e giù per le galassie in modo quasi istantaneo, ma non siamo ancora capaci di trasportare nello stesso modo una stringa di informazione, priva di massa.

Da quasi cento anni si parla di tachioni, particelle piuttosto bizzarre che potrebbero viaggiare solo a velocità superiori a quella della luce. Potrebbero risolvere il problema? Forse, ma prima qualcuno dovrebbe dimostrarne l’esistenza. Per ora esistono solo in quanto soluzioni immaginarie di equazioni fisiche. Immaginarie va inteso in senso matematico: se fai il quadrato di un numero immaginario ottieni un valore negativo. I tachioni sono piuttosto ostici anche perché se esistessero davvero potrebbero confutare il teorema di causalità: l’effetto potrebbe precedere la causa. Piuttosto intricato per i nostri cervelli. In qualche racconto di fantascienza i tachioni sono utilizzati per la costruzione di macchine del tempo. Come vedete siamo nel mondo della fantasia.

Poi, sempre per comunicare, ci sarebbe l’entanglement quantistico, quello strano fenomeno realmente esistente e provato su cui si basano alcune tecniche di crittografia e il computer quantistico, oltre al teletrasporto quantistico. Cose alla frontiera della tecnica. Grazie all’entanglement una coppia di particelle create contemporaneamente, per esempio da un decadimento radioattivo, possiede una proprietà globale che non varia qualunque sia la distanza tra le particelle. In altre parole, modificando lo stato di una delle due, la conservazione delle proprietà globali prevede che venga modificato di conseguenza lo stato dell’altra, istantaneamente e a qualunque distanza. Occorre dire che qui siamo nel campo della fisica quantistica, difficile da padroneggiare, e che si basa sulla statistica, non sulle misure esatte. Insomma c’è un pochino da lavorare.

Dunque siamo punto e a capo: per ora non sappiamo come comunicare rapidamente su distanze interstellari. In certi casi i nostri vecchi dicevano: piuttosto che mandargli una lettera che chissà quando arriva, vado direttamente a trovarlo. Saggezza d’altri tempi? Pensiamoci un istante.

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