Perché l'Improbabilità di guida che ha ispirato i piani di Marte di Elon Musk non poteva funzionare

Immagina un mondo in cui le tue storie di fantascienza preferite siano una realtà: una tazza fumante di tè si materializza davanti ai tuoi occhi mentre sfreccia nello spazio usando una pulsione improbabile con una pistola portale infilata comodamente nella cintura. Sembra grandioso, giusto? Sfortunatamente - e scusa per rovinare la fantasia - è meglio non essere troppo eccitati per un universo post-scarsità o un pendolarismo a velocità eccessiva. Molti dei gadget che siamo abituati a vedere sullo schermo violano le leggi fisiche di questo universo, il che significa che, a meno che tu non abbia accesso ad un altro universo (ti preghiamo di metterti in contatto se è così), dovrai accontentarti di qualcosa di Newtoniano.

Nel tentativo di superare la nostra delusione per la realtà, abbiamo parlato con Marc Millis, un ex ingegnere aerospaziale presso il Glenn Research Center della NASA e fondatore della Tau Zero Foundation, e il Dr. Adam Bruckner, professore di aeronautica e astronautica presso l'Università di Washington, circa tre dei gadget più iconici della fantascienza. Hanno spiegato precisamente perché questi strumenti devono rimanere nella scatola immaginaria. È un disastro totale ma anche molto informativo - e questo è qualcosa.

Infinite Improbability Drive

Nel Guida galattica per gli autostoppisti, l'astronave Cuore d'oro - che darà il nome alla nave SpaceX Mars Mission - utilizza un "Improbability Drive" per saltare i viaggi nell'iperspazio "usando la probabilità" per arrivare a posizioni casuali in tutto l'universo. Ciò significa che se abiliti il ​​drive, ti porterà da qualche parte completamente inaspettato ogni volta. Non sai mai dove finirai. È una buona avventura, ma non è esattamente pratico.

Stranamente, c'è un nucleo di basi scientifiche per questo tipo di dispositivo. Resta con me, perché è un po 'difficile da afferrare: secondo i libri, la pulsione è stata ispirata dal fatto che anche se si suppone che le particelle appaiano vicino al nucleo di un atomo, c'è una probabilità infinitamente piccola che queste particelle vengano a volte trovate lontano dal loro punto di origine. Gli scienziati che hanno costruito il Cuore d'oro quindi teorizzava che lo stesso concetto poteva essere applicato al viaggio nello spazio, consentendo a un corpo di viaggiare tra le posizioni senza passare attraverso lo spazio intermedio. Così è nata l'improbabilità.

"La fisica quantistica mostra in realtà che una particella potrebbe non essere esattamente dove uno si aspetterebbe che fosse. Sulle minuscole scale che la fisica quantica descrive, c'è una cosa chiamata "funzione di distribuzione della probabilità" per la posizione di una particella. Mostra dove è più probabile che la particella sia ma quella regione si estende a distanze più lontane, anche se con probabilità sempre minore ", ha spiegato Millis.

Bruckner conferma che usare la probabilità di arrivare ovunque deliberatamente sarebbe inutile perché "con probabilità, non c'è determinismo". Ma anche se tu ricercato per costruire un'astronave che usasse la probabilità come parte del suo sistema operativo, non avresti molta fortuna.

"La tua intera astronave, che è macroscopica, dovrebbe comportarsi come una particella quantistica. Ogni singolo atomo in questo veicolo spaziale sarebbe costretto a comportarsi come ogni altro atomo ", ha spiegato. "Le cose macroscopiche non possono essere fatte per comportarsi come un atomo o un elettrone".

Per quanto riguarda la possibilità che gli umani possano in qualche modo capire un modo per controllare la probabilità? Non siamo ancora pronti per quel livello di potere, quindi non pensarci nemmeno.

"Se potessimo trovare un modo per essere ovunque in un multiverso, cosa ci differenzierebbe dal concetto di un Dio? Saremmo ovunque e sappiamo tutto ", avverte la dottoressa Bruckner.

The Portal Gun

La pistola portale di Rick Sanchez - che usa per sparare buchi nel tessuto dello spaziotempo, permettendo a se stesso e Morty di entrare in diversi universi - viola le leggi della fisica all'interno di questo universo, ma questo è solo metà del problema. Il resto del problema è che non c'è modo di sapere se altri universi sarebbero o meno vincolati dalle stesse leggi fisiche della nostra.

"Non c'è modo di dimostrare che tutti gli universi obbediscono a tutte le stesse leggi fisiche o usano la meccanica quantistica", ha detto la dottoressa Bruckner. "Nulla dice che un altro universo sia nato da un Big Bang".

Secondo la teoria del multiverso, alcuni universi al di fuori dei nostri potrebbero essere esattamente gli stessi, mentre altri potrebbero essere leggermente diversi. Forse la storia ha preso una strada diversa; forse tu ed io non siamo mai nati. Questa idea riflette certamente su come vengono trattati gli universi alternativi Rick e Morty - guarda l'episodio "Chiudi Rick-Counters of the Rick Kind". Tuttavia, è praticamente l'unica cosa che riguarda la pistola portale che corrisponde alle teorie scientifiche conosciute.

"La cosa più vicina che conosco in fisica ai" portali "sono i wormhole", afferma Millis. Gli scienziati ipotizzano che i wormholes siano connessioni tra regioni dello spazio ampiamente separate, ma il concetto è ancora ipotetico; non sono stati ancora osservati nello spazio. Se wormhole fare fornire una scorciatoia tra le posizioni nell'universo, quindi è ragionevole ipotizzare che un super-genio come Rick avrebbe trovato un modo per sfruttare questo potere per trasportarlo in altri mondi. Tuttavia, Rick avrebbe dovuto avere un grande obiettivo, perché, come sottolinea Millis, una comune confusione con il termine "dimensioni multiple" è che si suppone ingenuamente che significhi più serie di spazi 3D familiari. Più dimensioni possono anche significare che lo spazio ha altre caratteristiche. "Potrebbero non essere tutte tridimensionali, anche il tempo potrebbe funzionare diversamente.

L'anno scorso, gli scienziati del Large Hardron Collider del CERN hanno ipotizzato che sarebbe stato possibile che la gravità "perdesse" in dimensioni extra attraverso buchi neri in miniatura, che hanno cercato di rilevare usando l'LHC. Ciò significa che ci vorrebbe un collisore di particelle di grandi dimensioni che opera a miliardi di volt elettrici per produrre anche un mini buco nero. Un dispositivo portatile che potrebbe fare lo stesso è fuori questione … per ora.

Il replicatore

La Federazione Unita dei Pianeti ha trovato un modo per eliminare la fame dai pianeti sotto le sue ali benevoli, grazie in grande al replicatore, un dispositivo che riorganizza le particelle in molecole e molecole in oggetti. È una tecnologia concepibile, perché come ha dimostrato la famosa equazione E = mc2 di Einstein, la materia è solo un'altra forma di energia, che consentirebbe di creare oggetti con massa da tale energia. Gli scienziati dicono che questa non è una nozione del tutto folle e che ci sono due potenziali metodi per rendere il replicatore una realtà.

Gli scienziati che collaborano con il Forum strategico europeo per l'infrastruttura di ricerca stanno costruendo ELI o Extreme Light Infrastructure.ELI, un laser ad alta potenza così potente che se hai sparato a uno dei suoi raggi nel cosiddetto spazio vuoto (ricorda, la meccanica quantistica stabilisce che non esiste spazio vuoto perché particelle minuscole fluttuano intorno a noi letteralmente ovunque), impedirebbe alle particelle di collidere e annientarsi a vicenda. Cosa c'entra questo con la produzione del tè dal nulla? Se le particelle non vengono annientate, finiscono con la massa in quella che una volta era una regione vuota dello spazio. Quindi non è cibo abbastanza ancora, ma crea ancora oggetti in cui prima non c'erano oggetti.

In un esperimento molto più pratico e molto più semplice, gli scienziati della NASA stanno lavorando su una stampante 3D in grado di produrre cibo. Il loro scopo è fornire agli astronauti un dispositivo in grado di produrre sostentamento per loro durante i lunghi viaggi. Nel 2013, una versione del dispositivo ha prodotto una pizza in dodici minuti.

Un simile dispositivo potrebbe atterrare noi umani un passo avanti verso la fantasia di Gene Roddenberry di un futuro utopico: se la stampante diventerà sempre disponibile al pubblico, potrebbe eliminare la fame, dare sollievo dalla scarsità di cibo e dare alle comunità impoverite cibo e risorse idriche hanno così disperatamente bisogno.

Inoltre, mi avrebbe dato un altro motivo per vantarmi di quanto sia importante e influente Star Trek si è rivelato essere, che è, naturalmente, la cosa più importante qui.