A questo punto siamo pronti. Dobbiamo allestire l’astronave. Dotarla di un equipaggio e di ogni genere alimentare e di conforto che si possa immaginare. Già, ma… quanto a lungo sarà necessario navigare? Quante provviste dovremo mettere da parte e come dovremo organizzarci? Quante generazioni ci vorranno per arrivare a destinazione?

Fortunatamente, di fronte a questi dubbi, la relatività ci viene in aiuto; facendoci scoprire che – grazie al principio della dilatazione dei tempi – noi, proprio noi, possiamo essere testimoni diretti della nostra impresa. Testimoni che, beninteso, non potranno mai riportare indietro il loro racconto, e nemmeno inviare una mail o una lettera di saluti. Ma che potranno se non altro giungere a destinazione nei territori al di fuori del tempo e dello spazio nei quali ci muoviamo abitualmente, al di là del confine proibito, l’orizzonte degli eventi.

Velocissimi, ma non troppo

Entriamo allora nel concreto e iniziamo a pianificare il viaggio. Problemi tecnologici non ce ne sono, o almeno partiamo da questo presupposto. Abbiamo a disposizione astronavi e carburante a sufficienza per raggiungere qualsiasi destinazione e qualsiasi velocità fisicamente possibile a nostro piacimento. Certamente non potremmo mai raggiungere, né tanto meno superare, la velocità della luce nel vuoto; ma potremmo avvicinarci a questo limite quanto ci pare.

Una comoda accelerazione

Con questi mezzi a disposizione, dovremmo comunque fare attenzione a non strafare. La velocità della luce, pari a quasi 300 mila chilometri al secondo, infatti, è una velocità di tutto rispetto, alla quale non possiamo pensare di avvicinarci in un istante. Dobbiamo fare attenzione a premere sul pedale dell’acceleratore. Se superassimo il valore di 5 g, per cominciare, moriremmo devastati dalle forze inerziali. Con “g” si indica infatti l’accelerazione di gravità, che numericamente è pari a 9,8 metri al secondo quadrato. All’accelerazione di 1 g siamo tutti abituati: è quella che sperimentiamo ogni giorno sulla Terra, e di cui prendiamo consapevolezza ogni volta che saliamo, ahimé!, sulla bilancia. Valori superiori – come quelli a cui sono sottoposti i piloti degli aerei o di Formula uno (fino a 10 g per qualche istante) – sono tollerabili solo sotto allenamento, e per un periodo molto breve o comunque limitato.

Non potremmo mai raggiungere la velocità della luce, ma potremmo avvicinarci a questo limite quanto ci pare

Dunque questa situazione sarebbe ideale per i nostri scopi: potremmo viaggiare in modo più confortevole e più sano per la nostra fisiologia di esseri umani. In più, un’accelerazione costante di 1 g è un valore di tutto rispetto, che in tempi relativamente brevi ci può portare a velocità molto elevate.

Immaginiamo allora di intraprendere un viaggio confortevole, con un’accelerazione di 1 g. In questo modo riusciremmo a prendere due piccioni con una fava. Innanzitutto, viaggeremmo comodamente, sottoposti a un’accelerazione che è in tutto e per tutto assimilabile alla gravità terrestre. E questo ci consentirebbe di mantenerci in condizioni di salute molto migliori – per esempio – di quelle degli astronauti che oggi abitano la Stazione spaziale internazionale (Iss) in orbita. Questi ultimi, infatti, trovandosi in un sistema in caduta libera, sono in uno stato di assenza di peso pressoché totale. Ma queste condizioni non sono salutari per l’organismo, che si ritrova senza una componente fondamentale della nostra esistenza sulla Terra. Gli esperimenti hanno infatti dimostrato che, in assenza di peso, le ossa perdono calcio, mentre molte altre funzioni vitali vengono alterate. In un’astronave in movimento con accelerazione di 1 g, invece, i viaggiatori si troverebbero in condizioni del tutto uguali alla gravità terrestre. Secondo il Principio di equivalenza di Einstein (una delle colonne portanti della Relatività generale), infatti, un’accelerazione di questo tipo è equivalente a un campo gravitazionale uniforme, al punto che sarebbe impossibile distinguere tra l’una e l’altro anche in linea di principio.

L’ideale sarebbe viaggiare in modo costantemente accelerato, con un’accelerazione pari a quella gravitazionale

Per essere più precisi, pianificando un viaggio verso il centro della Galassia, potremmo fare in questo modo. Nella prima metà del viaggio potremmo accelerare a ritmo costante verso l’obiettivo; nella seconda metà decelerare fin quasi a fermarci, in modo da poterci godere il più a lungo possibile gli istanti salienti. Così, in maniera del tutto ragionevole, si arriva a destinazione.

In vent’anni

Quanto tempo ci vorrebbe, però? Potremmo sperare di vivere abbastanza a lungo da portare a termine il viaggio? A questo punto, entra in gioco uno dei principi chiave della relatività, quello della dilatazione del tempo. Il principio secondo cui, cioè, per un osservatore fermo sulla Terra, il tempo a bordo di un’astronave veloce scorre più lentamente, dilatato. E scorre tanto più lentamente, quanto più la velocità si avvicina a quella della luce nel vuoto¹.

Nel nostro caso specifico, prendendo carta e penna e facendo i conti, si trova che, dopo alcune settimane di viaggio, comincerebbero a farsi sentire gli effetti relativistici. I minuti e le ore, per noi che siamo sull’astronave, scorrerebbero molto più lentamente rispetto ai nostri amici e parenti rimasti sulla Terra. Anche se il centro della Galassia è così lontano, dunque, grazie alla “magia” della dilatazione del tempo, ci arriveremmo in appena 22 anni secondo gli orologi che abbiamo con noi a bordo. Per chi ci guarda dalla Terra, invece, il viaggio durerebbe più di 26 mila anni. Una situazione apparentemente paradossale, foriera di considerazioni e di sviluppi. Infatti torneremo su questo punto più avanti (continua).

(Tratto dall’ebook Viaggio all’interno di un buco nero – continua)