Vero o Falso: i viaggi spaziali di Interstellar
Guardando Interstellar, pellicola fantascientifica di Christopher Nolan, tre cose rimangono nella testa dello spettatore: la bellezza del cinema e dei suoi artifici narrativi, la grandiosità degli effetti visivi e il fascino nostalgico dello spazio profondo. L'universo e i suoi misteri, ancora una volta, diventano lo scenario di un'opera cinematografica e stavolta due fenomeni si ergono a veri e propri protagonisti: il buco nero e il wormhole.
Sono tra i fenomeni più suggestivi e misteriosi dell’universo. Potrebbero nascondere i segreti per conciliare il mondo dell’infinitamente piccolo, dominato dalla meccanica quantistica, con quello dell’infinitamente grande, descritto dalla teoria della relatività generale di Einstein. All’interno di questi mostri cosmici, infatti, le leggi della fisica così come le conosciamo non funzionano più. E non è l’unica bizzarria. Secondo alcune teorie, potrebbero nascondersi passaggi spazio-temporali, proprio come quelli narrati in Interstellar. Ecco, il problema sta proprio lì: gli spostamenti temporali e i viaggi dentro e fuori da quegli strappi nell'universo, come mostrati da Nolan, sono possibili? La risposta (almeno per ora) è no.
Il buco nero
Per poter comprendere alcuni passaggi chiave della pellicola, è importante capire che cosa sono queste creature cosmiche e come queste si formano. Descritto nella teoria della relatività generale di Einstein, il buco nero è una regione dello spaziotempo nel quale esiste un campo gravitazionale così forte e intenso che nulla può più uscirne, inclusa la luce. Esso è delimitato da una circonferenza chiamata «orizzonte degli eventi», il confine tra quello che viene inghiottito dentro il buco nero e quanto ne rimane fuori, ancora visibile. Se un avvenimento si verifica dentro i confini dell'orizzonte, le informazioni spazio-temporali di quell'evento non possono raggiungere un osservatore esterno, rendendo impossibile determinare se un fenomeno si sia effettivamente verificato. Insomma: se qualcosa entra in un buco nero, non siamo ancora in grado di conoscere cosa avvenga al suo interno. Certamente non torna indietro.
L'origine di questo essere oscuro avviene quando una stella morente collassa su se stessa: la forza gravitazionale che questo subisce, prima in equilibrio con quella generata dalle reazioni di fusione nucleare, prevale e comprime la massa della stella verso il suo centro. La pressione interna non riesce più a contrastare la gravità esterna, cosicché il corpo celeste subisce una concentrazione estrema di pressione e calore, riducendosi ad una piccolissima porzione di quelle che sono state le sue dimensioni originarie, mantenendo tuttavia la stessa massa. È in quel punto che si verifica la cosiddetta «singolarità», una regione in cui la curvatura dello spazio subisce un collasso infinito.
Il wormhole
Le soluzioni matematiche delle equazioni di Einstein, wormhole, tecnicamente noti come ponti di Einstein-Rosen, creano fenomeni mai registrati dagli esperimenti, quindi da considerare per ora solo ipotetici. I wormhole sono come buchi nello spazio-tempo, capaci di mettere in comunicazione due punti molto distanti dell’Universo. Sono dei passaggi nascosti, al confine tra scienza e fanta-scienza. Essi potrebbero aprirsi e chiudersi in continuazione in intervalli temporali minuscoli, connettendo lo spaziotempo in scorciatoie. Intuitivamente, il concetto di wormhole ci porta a intendere il fenomeno come una «cavità», un essere bidimensionale. In realtà, le deformazioni che la luce subisce riflettendosi all'interno nel «buco», nello spazio reale a tre dimensioni l'ingresso di un wormhole in realtà è «sferico». Tutto questo è scientificamente corretto, seppure molto ipotetico. Non esiste nessuna prova del fatto che sia possibile attraversare fisicamente un wormhole, quand’anche esistesse.
Da qui in poi minispoiler
Viaggiare nel tempo: guardare ma non provare
Fatte queste premesse, collochiamo le due nere cavità spaziali all'interno della trama. Prima di tutto c'è il wormhole: per arrivare dall'altra parte dell'universo e scoprire se esistono pianeti abitabili, il protagonista Cooper e il suo equipaggio devono attraversare l'interno del cunicolo, situato nei pressi di Saturno. Nolan, per la stesura della sceneggiatura e la realizzazione degli effetti visivi, si è affidato alla consulenza di Kip Thorne, fisico teorico ed esperto mondiale di relatività generale, buchi neri, onde gravitazionali e tunnel spazio-temporali. Il professore del California Institute of Technology ha studiato la possibilità di viaggiare nel tempo, attraverso i wormhole. Il risultato è, sempre in via teorica, che lo scienziato ha scritto anche le equazioni di come dovrebbe apparire un raggio di luce che attraversa un tunnel spazio-temporale. Nolan è il primo che - grazie a Kip Thorne - filma un wormhole come si vedrebbe se qualcuno ci si avvicinasse o ci finisse dentro. Ma resta la questione, già descritta in precedenza, che non è possibile sapere cosa potrebbe accadere nell'attraversarlo e a sopravvivere. Ma per necessità di trama, il film prosegue facendo attraversare i personaggi nel cunicolo. E da quel momento in poi, quasi tutto diventa vera e propria fantascienza.
Che cosa c’è dentro un buco nero?
Ad un certo punto Cooper deve entrare nel buco nero. L'astronauta ci vola vicino come se stesse viaggiando con naturalezza. Nella realtà, la sua navicella sarebbe stata cotta a temperature di migliaia di gradi, diventando meno di una particella subatomica. In termini più tecnici, l’ingresso di Cooper nel blackhole è pura fantasia. Durante la caduta infatti la gravità aumenta continuamente da distruggere qualunque cosa. Esempio: se ci si tuffa di testa in un buco nero, la forza che attrae la testa verso la singolarità diventa, prima o poi, molto più intensa di quella che attrae i piedi. La gravità così stiracchia il corpo fino a disintegrarlo con quella che in inglese, icasticamente, si chiama spaghettification.
Inoltre, nel film non vediamo il disco di accrescimento muoversi e roteare; la circonferenza piatta estremamente calda esterna al buco nero. Invece è statico, quando in realtà dovrebbe ruotare velocemente, risucchiato dall'attrazione gravitazionale. Tutto ciò non toglie che viaggiare dentro un buco è teoricamente probabile, ma al momento non è possibile, in quanto le forze dentro all'orizzonte degli eventi e le temperature inimmaginabili ci impediscono di vivere abbastanza a lungo per saperlo. Ma, come ha dimostrato Stephen Hawking, qualcosa - qualche informazione - riesce a «scappare» dall’orizzonte degli eventi. È ciò che serviva a Nolan per immaginare cosa potesse accadere dentro il buco nero e fornire ulteriori spunti al film.
Un film «visivamente» scientifico
Dentro a questi buchi di trama, non tutto è da buttare. Le rappresentazioni filmiche del wormhole e del buco nero sono scientificamente accurati. È possibile: in fisica, in casi come questi, ci si affida alle ipotesi delle leggi conosciute e si fanno girare dei calcoli al computer. Quello che «osserviamo» è quindi un fenomeno simulato. Gli effetti della simulazione sono stati inaspettati e razionalmente più che validi, che alla fine della collaborazione tra Thorne e l'equipe degli effetti visivi per Interstellar sono stati pubblicati addirittura un paper di astrofisica e uno di computer grafica.
Sotto le direttive di Nolan, il fisico e il team addetto agli effetti speciali hanno fatto girare il buco nero alla velocità della luce. E così il buco nero di Interstellar ha il poderoso e incandescente disco di accrescimento che viene a sua volta distorto sopra e sotto, definendone i contorni. Thorne disegna il centro del buco nero come una singolarità - cioè il punto di massa infinita - e intorno a questo un disco dovuto alla materia che viene attirata. La fortissima gravità fa avvolgere la materia intorno al buco nero come un alone e deforma anche il tempo. Per creare al computer una singola immagine del tunnel, del buco nero e delle lenti gravitazionali secondo le indicazioni dello scienziato è stato necessario un anno di lavoro, con uno sforzo di renderizzazione grafica notevole: per alcuni frame sono state necessari fino a 100 ore di lavoro. «Nè i wormhole né i buchi neri sono mai stati raffigurati in nessun film di Hollywood in maniera fedele», ha dichiarato Kip Thorne. E, visivamente, l'effetto è da lasciare a bocca aperta.
La magia del cinema
Tirando le somme: l'intero viaggio interstellare del film è impossibile con le tecnologie aerospaziali di cui disponiamo oggi. Anche se avessimo degli incredibili sistemi di propulsione, richiederebbero tempi lunghissimi. Ecco perché c’è bisogno della scorciatoia cosmica (e narrativa) rappresentata nel film da un wormhole. Senza dimenticare che è anche intrattenimento, Interstellar rimane comunque un caso interessante perché è ha il merito di aver avvicinato Einstein al grande pubblico, raccontando una storia basata sugli strani effetti previsti dalla teoria generale della relatività. Perché, in ogni caso, Nolan e Thorne costruiscono un film visivamente straordinario e potente, da far impallidire in pochi frame 2001: Odissea nello spazio, Solaris e più di un secolo di film sullo spazio.
Fonti: corriere.it - nationalgeographic.it - aulascienze.scuola.zanichelli.it - bbc.com - ilpost.it - bbc.com - ilpost.it - asi.it - telegraph.co.uk
