USARE L’ONDA DI UNA SUPERNOVA PER I VIAGGI SPAZIALI
Secondo l’astrofisico di Harvard Abraham Loeb , gli Alieni, potrebbero usare un tipo di Propulsione generata da fonti astrofisiche naturali sfruttando ad esempio l’esplosioni generate dalle stelle.
Uno degli argomenti che gli scettici usano per screditare il fenomeno UFO e l’ipotesi che esseri di altri mondi visitino il nostro pianeta, è l’enorme distanza che separa i corpi celesti. Tuttavia, secondo l’astrofisico, esistono meccanismi che permettono ad un veicolo spaziale di raggiungere una velocità elevata permettendo di modificare la posizione in brevissimo tempo.
Secondo il fisico, l’energia rilasciata da una supernova produce onde così elevate che potrebbero essere utilizzate da veicoli spaziali per fare viaggi interstellari.
Gli scienziati hanno già individuato situazioni in cui gli oggetti dell’universo sono in grado di farlo, tra cui stelle iperveloci e meteore accelerate da esplosioni di supernove. Approfondendo ulteriormente la questione, i professori di Harvard Manasvi Lingam e Abraham Loeb hanno recentemente esplorato come le navicelle spaziali interstellari possano sfruttare le onde prodotte da un’esplosione di supernova nello stesso modo in cui le navi a vela sfruttano il vento.
Lo studio che descrive in dettaglio la loro ricerca, “Propulsion of Spacecraft to Relativistic Speeds Using Natural Astrophysical Sources”, è apparso recentemente online ed è stato anche oggetto di un articolo su Scientific American. Come spiegano nel loro studio, è possibile che una civiltà sufficientemente avanzata possa utilizzare le esplosioni di energia rilasciate dalle supernovae per accelerare le navicelle spaziali a velocità relativistiche.
Queste navicelle sarebbero in grado di sfruttare la forza esplosiva utilizzando una vela solare o una vela magnetica, due concetti di propulsione che sono stati esplorati a lungo dagli astrofisici. Questi concetti si basano sulla radiazione elettromagnetica generata dal sole per creare pressione contro una vela altamente riflettente, generando così una propulsione che non richiede motori o propellente.
Poiché il propellente è uno dei fattori più significativi che contribuiscono alla massa complessiva di un veicolo spaziale, i concetti di vela leggera / vela magnetica hanno il vantaggio di essere molto più leggeri rispetto ai veicoli spaziali convenzionali – e quindi, molto più economici da lanciare nello spazio. Un’altra possibilità è quella di affidarsi all’energia diretta (laser) per accelerare questo tipo di veicoli spaziali, permettendogli di raggiungere velocità molto più elevate di quanto sarebbe possibile con la sola radiazione solare.
Il progetto Starshot, un’iniziativa sponsorizzata dalla Fondazione Breakthrough, vuole essere il primo viaggio interstellare dell’umanità.
Il Prof. Loeb, che oltre ad essere Professore di Scienze all’Università di Harvard, è anche il presidente del Comitato Consultivo di Breakthrough Starshot. Come parte dell’organizzazione no-profit Breakthrough Initiatives, Starshot sta attualmente lavorando alla creazione di una vela leggera che verrebbe accelerata dai laser ad una velocità del 20% rispetto a quella della luce, permettendogli di compiere il viaggio verso Alpha Centauri in soli 20 anni.
Come Loeb ha detto a Universe Today via e-mail, è stato mentre contemplava come una tale navicella spaziale potesse essere accelerata naturalmente che gli è venuta l’idea di usare una supernova:
“Nel dicembre del 2019, mia moglie e le mie due figlie erano in viaggio e io avevo il lusso di stare a casa da solo per una settimana e di pensare alla scienza. Mentre facevo la doccia, ho pensato a come il sole non sia efficace nel lanciare vele luminose ad alta velocità, ma una fonte di luce più luminosa potrebbe esserlo. Ho seguito questo pensiero con calcoli dettagliati sulle supernovae, che sono miliardi di volte più luminose del sole per una settimana, e mi sono reso conto che le vele luminose con i parametri esistenti possono raggiungere la velocità della luce se sono posizionate strategicamente in anticipo rispetto alla massiccia stella che sta per esplodere”.
Originariamente, Loeb ha spiegato questa idea in un articolo apparso su Scientific American il 6 febbraio 2020, intitolato “Surfing a Supernova”. L’articolo originale è disponibile anche sul sito web dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). Come ha sostenuto in quell’articolo, una supernova sarebbe in grado di accelerare una vela leggera che pesa “meno di mezzo grammo per metro quadrato a velocità relativistiche”, anche se si trovasse a milioni di chilometri di distanza.
In parole povere, l’energia e la luminosità generate da una supernova equivalgono a ciò che un miliardo di soli produrrebbe in un mese medio. Mentre il vento solare sarebbe in grado di spingere una vela leggera solo fino a un millesimo della velocità della luce (0,01% o 0,001 c), una supernova potrebbe facilmente accelerare una vela fino a un decimo della velocità della luce (0,1 c).
“Il mio collaboratore, Manasvi Lingam, ha visto il mio commento e ci ha suggerito di scrivere un vero e proprio articolo scientifico sull’argomento che esplori la fattibilità del lancio di vele leggere alla velocità della luce anche intorno ad altre fonti luminose, come i buchi neri o le pulsar”, ha detto Loeb. “Ho condiviso i miei appunti con lui e hanno instillato il nostro lavoro di collaborazione”.
Per testare questa ipotesi, Lingam e Loeb hanno considerato come una vela leggera potrebbe essere accelerata dall’esplosione di una serie di oggetti astrofisici. Tra questi vi erano stelle massicce, microquasar, supernove, nebulose pulsarwind e nuclei galattici attivi. Come ha spiegato Lingam, che è stato l’autore principale del documento risultante, all’Universe Today via e-mail:
“Abbiamo sviluppato modelli matematici per determinare la velocità massima raggiungibile dalle vele leggere e dalle vele elettriche. Le velocità massime variavano a seconda del sistema di propulsione utilizzato e degli oggetti astrofisici considerati”.
Per chiunque abbia i mezzi, i vantaggi di questo approccio sono evidenti. Rispetto alle vele leggere convenzionali e alle vele magnetiche, una vela che sfrutta la spinta fornita da una stella che esplode sarebbe in grado di raggiungere velocità relativistiche senza la necessità di costose infrastrutture (cioè un grande array di laser).
Naturalmente, anche gli svantaggi di un tale metodo sono evidenti. Per cominciare, c’è la questione della tempistica. Non solo le supernovae sono un evento raro; gli scienziati non sono in grado di prevederle con precisione con qualcosa di diverso da un ampio margine di errore – spesso milioni di anni. Chiunque speri di trarre vantaggio dall’esplosione di stelle dovrebbe essere in grado di fare stime più accurate ed essere disposto ad aspettare molto a lungo.
Ma come hanno esplorato Lingam e Loeb, gli svantaggi vanno al di là di questo per includere i particolari pericoli creati dalle supernovae. Come ha indicato Loeb:
“Le sfide principali sono l’attrito con il gas ambientale, che può essere denso in prossimità di una stella massiccia a causa della perdita di massa da parte dei venti. Si può superare la sfida piegando la vela durante tutto il viaggio, tranne durante il periodo di lancio, quando l’apertura della vela può essere innescata dal lampo di luce della supernova”.
Oltre a questo, ci sono sfide ingegneristiche e di progettazione che dovrebbero essere affrontate in anticipo. In primo luogo, le vele devono essere realizzate in materiale altamente riflettente per evitare di assorbire troppo calore e di bruciare. In secondo luogo, dovrebbero anche essere posizionate in una configurazione ripiegata fino a quando la stella non esplode per evitare che siano spinte via dal loro punto di lancio dalla radiazione solare.
Infine, il percorso di accelerazione della vela deve essere accuratamente selezionato in anticipo per evitare eventuali ostacoli e ridurre al minimo il rischio di collisione con oggetti di grandi dimensioni (come gli asteroidi). Infine, la vela stessa deve avere un qualche tipo di schermatura o configurazione per proteggerla da gas e particelle solide nello spazio interstellare. Dato che la vela viaggerà ad una velocità incredibilmente elevata, anche le particelle più piccole rappresenterebbero un rischio di collisione estremo.
Come ha spiegato Lingam, i loro risultati dimostrano che queste sfide sono superabili:
“Ci sono molte sfide come la stabilizzazione delle vele, il mantenimento di un’alta riflettanza e la prevenzione del riscaldamento, e l’evitare danni durante il viaggio nell’ambiente di origine e nel mezzo interstellare. La maggior parte di questi problemi possono essere superati, almeno in linea di principio, utilizzando vele elettriche invece di vele leggere. In alternativa, se si decide di rimanere con vele leggere, allora si dovrà ripiegare la vela durante alcune fasi del viaggio, scegliere un’insolita architettura velica e affidarsi a strutture nanofotoniche per migliorare la stabilità”.
In breve, i loro risultati mostrano che una specie sufficientemente avanzata sarebbe in grado di posizionare vele leggere / vele magnetiche intorno alle stelle morenti in modo da poterle accelerare una volta che la stella esplode. Queste vele potrebbero servire come messaggeri, dimostrando l’esistenza di civiltà avanzate viaggiando verso sistemi stellari abitati.
A questo proposito, la fattibilità di questo concetto interstellare potrebbe avere implicazioni nella ricerca in corso dell’intelligenza extraterrestre (SETI). Come hanno sostenuto Loeb e colleghi in studi precedenti, la possibilità di propulsione a energia diretta significa che i lampi erranti di attività laser potrebbero essere interpretati come un segno di attività tecnologica (AKA technosignatures).
“Questo paradigma concettuale fa eco allo spirito delle sfere di Dyson, le megastrutture ipotizzate da Freeman Dyson per raccogliere l’energia delle stelle che non rischiano di esplodere”, ha detto Loeb. “Se siamo fortunati ad avere molte civiltà tecnologiche nella nostra galassia, potrebbero esserci sciami di vele leggere intorno a stelle massicce, che attendono pazientemente le loro esplosioni”.
“Nella ricerca di firme tecnologiche, il nostro lavoro suggerisce che si potrebbe cercare nelle vicinanze di fonti astrofisiche ad alta energia come le supernovae e i quasar per i segnali radio, eccetera”, ha aggiunto Lingam. “Naturalmente, la probabilità di successo dipende interamente dall’esistenza o meno di tali specie di tecnologie avanzate – questa è una domanda alla quale non abbiamo ancora una risposta”.
