L’astrofisico di Harvard Avi Loeb spiega perché è impossibile, con la fisica che conosciamo, costruire motori in grado di distorcere lo spazio-tempo con massa negativa. La meccanica quantistica, così come la conosciamo, prevede che la densità di energia del vuoto, denominata energia del punto zero del vuoto o energia oscura, avrebbe dovuto essere molto maggiore del valore dedotto dal tasso di espansione dell’Universo. Se il valore fosse stato effettivamente molto più alto, come previsto, l’Universo si sarebbe espanso troppo rapidamente per consentire la formazione di galassie come la Via Lattea e la nascita di stelle come il Sole, impedendo a noi di godere della vita.
Energia del vuoto: perché non può alimentare astronavi (né macchine del tempo)
La densità di massa del vuoto misurata dall’espansione cosmica accelerata, 6,5 x 10−30 grammi per centimetro cubo, è inferiore alla densità dell’aria di 26 ordini di grandezza. L’energia del vuoto è così minuscola che, anche se la raccogliessimo interamente in un enorme cubo di venti chilometri di lato – lungo quanto l’isola di Manhattan e doppio dell’altitudine massima degli aerei commerciali – e convertissimo tutta l’energia oscura di questo volume in elettricità, potremmo alimentare a malapena una sola lampadina da cento watt per meno di un minuto. Nonostante le affermazioni contrarie, la densità energetica del vuoto è così diluita che non può alimentare veicoli extraterrestri nel nostro cielo. Esiste un limite a ciò che possiamo considerare tecnologie che vanno oltre il modello standard della fisica. La conservazione dell’energia deve essere rispettata.
Alcuni speculatori sostengono che l’effetto Casimir fornisce la prova del potenziale dei tecnologi avanzati di sfruttare l’energia del vuoto. L’effetto si verifica quando due piastre conduttrici vengono posizionate parallelamente l’una all’altra, escludendo le fluttuazioni elettromagnetiche del vuoto con lunghezze d’onda maggiori della loro distanza. Come risultato delle condizioni al contorno imposte dalle piastre, la densità di energia del vuoto diminuisce tra di esse, dando l’illusione che sia possibile manipolare il vuoto per creare artificialmente una massa negativa. Tuttavia, l’energia associata alle piastre conduttive supera di gran lunga la densità di energia del vuoto tra di esse, il che implica che l’energia totale del sistema è positiva. Nessun ramo della fisica può dare origine a un oggetto di massa negativa, per quanto ne sappiamo.
Se fosse possibile fabbricare una massa negativa, avremmo avuto accesso a nuovi sistemi di propulsione che viaggiano più veloci della luce e, come vantaggio aggiuntivo, avremmo anche potuto costruire una macchina del tempo. Pertanto, possiamo affermare con certezza che nessun scienziato ebreo potrà viaggiare attraverso una macchina del tempo nel nostro futuro, altrimenti sarebbe tornato in Germania prima della Seconda Guerra Mondiale e avrebbe ucciso Hitler per salvare la vita dei sei milioni di ebrei che egli autorizzò a uccidere.
Questa conclusione è stata rafforzata da una conversazione che ho avuto ieri sera con il brillante fisico di Princeton Juan Maldacena, alla conferenza annuale della Harvard Black Hole Initiative, di cui sono stato direttore fondatore un decennio fa. Juan ha esposto molteplici ragioni per cui le masse negative non esistono in natura.
Avrebbero violato la condizione di energia zero, consentito la trasmissione di informazioni più veloce della luce e generato patologie insostenibili nella teoria quantistica dei campi. In assenza di masse negative, non è noto alcun modo per crearewormhole stabili e percorribili, macchine del tempo o sistemi di propulsione più veloci della luce.
Alla ricerca di tecnologie aliene: perché l’umanità deve puntare alle stelle (e come farlo)
Ma anche senza queste estensioni esotiche del modello standard della fisica, dobbiamo cercare prove di tecnologie extraterrestri. Queste potrebbero superare di gran lunga le nostre capacità e fornirci nuove prospettive su ciò che è possibile. Ad esempio, i nostri razzi non superano mai una velocità superiore allo 0,01% della velocità della luce, quindi c’è molto margine per migliorare le nostre tecnologie di propulsione di ordini di grandezza. Durante la cena, ho discusso con il talentuoso fisico del MIT Daniel Harlow sulla bassa probabilità che egli attribuisce all’arrivo di manufatti extraterrestri vicino alla Terra. Ho sottolineato che, senza la raccolta e l’analisi dei dati, non scopriremo mai nulla di nuovo. La ricerca di artefatti di origine interstellare vicini alla Terra richiede un cambiamento nelle priorità di finanziamento degli astronomi convenzionali, che si concentrano sulla ricerca di microbi. L’unico modo per ottenere questo cambiamento è rivedere le nostre priorità per la possibilità di rilevare tecnologie aliene. Saranno soldi ben spesi. Il “software” di intelligenza artificiale (IA) e i sensori avanzati che saranno sviluppati attraverso questa ricerca di manufatti extraterrestri potrebbero anche essere utilizzati per scopi di sicurezza nazionale dal Pentagono. Come ho sostenuto al Congresso degli Stati Uniti il 1° maggio 2025, l’investimento di risorse nella ricerca di artefatti tecnologici avanzati vicino alla Terra è una proposta vantaggiosa per tutti, poiché servirà sia alla sicurezza nazionale che alla scienza di frontiera. La storia della scienza rivela che le nostre scoperte più utili sono state possibili consentendo ai scienziati di esplorare l’ignoto.
Questa mattina ho ricevuto un’e-mail da Emanuel Rozik, fondatore della Dyson Swarm Corporation, che ha scritto: “Sto lavorando a un’iniziativa a lungo termine chiamata Dyson Swarm Corp, una roadmap speculativa ma strutturata per costruire la prima infrastruttura Dyson Swarm attorno al Sole nei prossimi 150-200 anni”. In risposta, ho scritto: “Grazie per la visione stimolante. Le principali sfide ingegneristiche per costruire una sfera di Dyson riguardano la resistenza meccanica richiesta dai suoi materiali, il probabile danno causato dall’impatto di micrometeoriti che sono trenta volte più veloci di un proiettile nelle vicinanze della Terra (come il telescopio Webb, che è grande solo dieci metri, è stato colpito più volte negli ultimi anni), la stabilità dinamica della sfera alle perturbazioni dei brillamenti solari e l’assemblaggio dei materiali richiesti su una scala così grande. Alcuni di questi problemi sono discussi in vari documenti, tra cui quello qui e il mio documento qui“.
Deve esistere una nuova fisica oltre il modello standard, poiché non conosciamo la natura dell’energia oscura e della materia oscura. Ma se questa conoscenza sia utile per progettare veicoli per viaggi interstellari, resta ancora da vedere. Dobbiamo guardare in alto per scoprirlo. Dopo tutto, il cielo è il limite.
