La Scienza usata nel Film Interstellar, è un gioiello della Fantascienza

Nel 2014, Christopher Nolan ha pubblicato Interstellar, uno dei film di fantascienza più acclamati degli ultimi anni. Ma in che misura ciò che viene mostrato nel film è scientificamente corretto? Scopriamolo assieme ai tweet di Alex Riveiro, autore del libro “Echi di un futuro distante”.

Prima di parlare del film, Alex Riveiro ha voluto menzionare che Interstellar aveva Kip Thorne. Era uno dei responsabili dello sviluppo del concetto del film. Nel 2017 ha vinto un premio Nobel per la scoperta delle onde gravitazionali. Grazie a lui dobbiamo il fatto che la scienza del film è molto curata. Ovviamente, ci sono certe licenze in determinati momenti e speculazioni. Ma Thorne stesso (nella foto) dice che la sua condizione con Christopher Nolan era che non si sarebbe fatto nulla che violasse le leggi della fisica.

La chiave di Interstellar si chiama Kip Thorne

Con questo, Kip Thorne voleva dimostrare che un film poteva essere attratto dal pubblico in generale e che, allo stesso tempo, aveva una solida base nella nostra conoscenza della scienza. Che sì, questa è una solida base, non significa che tutto sia facile, ne tanto meno. Infatti, nello stesso anno, Kip Thorne ha pubblicato il libro “The Science of Interstellar” (non sappiamo se esiste una versione in italiano) in cui spiega molte cose che potrebbero passare inosservate. Così come alcune che sembrano andare contro ciò che sappiamo, quando in realtà non è così. Basti pensare che i fisici stessi hanno incontrato difficoltà e cose che non necessariamente conoscevano. Non dimentichiamoci che Kip Thorne non è un bambino (ha 77 anni) e ha dedicato tutta la sua vita allo studio della relatività e dei buchi neri, tra le altre cose.

“Detto questo, entriamo nell’argomento. La discussione non sarà eccessivamente dettagliata. Più che altro perché devo ammettere”, racconta Alex Riveiro “che non ricordo chiaramente l’intero film. Ma posso dire che parleremo dei punti più interessanti. Proverò a seguire l’ordine del film”.

Nella sezione iniziale non c’è molto da dire, anche se ci sono un paio di dettagli da menzionare. Da un lato, la piaga che devasta i raccolti. In realtà, il meccanismo per costringere le persone a lasciare il pianeta non è tanto l’assenza di coltivazione, quanto la mancanza di ossigeno, questi microrganismi si nutrirebbero di azoto. Dall’altro, naturalmente, il buco nero che appare vicino a Saturno. Come spiegato dalla NASA nel film, è stato collocato lì da “Loro”. Sembra essere una specie di creatura in grado di manipolare uno spazio costituito da cinque dimensioni anziché quattro. Il ruolo di “Loro” è importante in diversi punti. Questo è il primo. I buchi neri sono una possibilità teorica. È un fenomeno che non è stato mai visto in natura, ma la nostra conoscenza della fisica dice che potrebbe essere possibile.

Il tempo di viaggio per Saturno è di due anni, approfittando dell’assistenza gravitazionale di Marte (cioè, sono molto vicini a Marte per approfittare della gravità del pianeta e guadagnare velocità). Nella traversata, l’equipaggio dorme mentre un robot controlla i sistemi. Dal punto di vista del nostro sviluppo dell’intelligenza artificiale, TARS sembra completamente possibile. La parte del sogno sospeso è complicata da giudicare perché non si riesce mai a descrivere come funziona. Ma scientificamente non deve essere impossibile.

Il mostruoso buco nero Gargantua

Per quanto riguarda la destinazione, ci viene detto che il buco nero collega il Sistema Solare con una galassia. Non è detto in nessun momento se è una galassia di questo stesso universo o, al contrario, è in un universo alternativo. Entrambi i casi sono scientificamente possibili. Sappiamo che Gargantua è un buco nero supermassiccio. Quindi possiamo supporre che sia vicino al centro della sua galassia, o anche al centro della sua galassia. Perché crediamo che la stragrande maggioranza delle galassie abbia un buco nero supermassiccio in quella regione. L’altra possibilità è che è una galassia in un universo diverso. È una delle possibilità poste dai buchi neri. Potrebbero far comunicare due luoghi nello stesso universo o due universi diversi. Non sappiamo se il multiverso esiste. La verità è che il nome di Gargantua è perfetto. Una delle cose che non è evidente nel film è che si tratta di un buco nero con caratteristiche davvero mostruose. Ha una massa di 100 milioni di volte la massa del Sole. È una bestia cosmica in tutti i sensi.

A titolo di paragone, il Sagittario A * (si legge “A Stella”), il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea, ha “solo” 4 milioni di volte la massa del Sole. Inoltre, Gargantua ha diverse peculiarità che dobbiamo tener presente per spiegare ciò che vediamo. Iniziamo prima con il buco nero stesso e quello che, sicuramente, è l’immagine più spettacolare del film.

Il gigantesco disco di materiale che lo circonda. E sì, dico bene, in disco. Perché anche se non sembra, in realtà è un disco, che vediamo estremamente distorto. In realtà, l’aspetto di Gargantua sarebbe quello mostrato in questa immagine. Ma mentre i buchi neri curvano lo spazio intorno a loro, vediamo in funzione un meccanismo che viene utilizzato nello studio di oggetti estremamente distanti. È l’effetto lente gravitazionale. L’immensa gravità di un buco nero distorce tutto ciò che si trova dietro di esso e causa un’immagine complessa. Ecco perché Gargantua sembra avere intorno a sé qualcosa di più simile a una corona di un disco. A proposito, quel disco, che vediamo brillare con la forza di una stella, è quello che fornisce luce e calore ai pianeti che orbitano attorno ad esso. Il dettaglio qui è che non è un disco di accrescimento. Cioè, il materiale di quel disco non sta cadendo nel buco nero. Questo è importante perché, se così fosse, le emissioni di raggi gamma e raggi X avrebbero annientato gli astronauti che si sono recati nel sistema e, per estensione, qualsiasi possibilità che ci fosse stato un pianeta abitabile verso cui l’umanità potesse muoversi.

A questo punto, Kip Thorne afferma che il disco di Gargantua è “anemico e freddo”. Gargantua non ha divorato il materiale per molto tempo, ma il disco che lo circonda non si è ancora raffreddato. La temperatura del disco è simile a quella della superficie del Sole e non emette radiazioni mortali. È un modo elegante per risolvere qualcosa che sembrerebbe impossibile. I dischi attorno ai buchi neri sono totalmente reali. In questo caso particolare, dato che non è un disco di accrescimento, Thorne afferma che solo brillerebbe un tempo limitato. Secoli o millenni? In ogni caso, Gargantua è uno dei punti importanti del film.

Il primo obiettivo di Cooper è il pianeta di Miller, che solleva numerosi problemi complessi. Da un lato, il pianeta di Miller è così vicino a Gargantua che un’ora sulla sua superficie è uguale a 7 anni di distanza da lì. Qui troviamo il primo dilemma. Alla distanza al quale il pianeta sarebbe stato, la gravità del buco nero supermassiccio l’avrebbe distrutta. Questo è ciò che risolve Kip Thorne affermando che Gargantua è un buco nero rotante. Sotto questa struttura, c’è un’orbita, a una distanza molto specifica (probabilmente è questo che costringe Thorne a stimare che Gargantua dovrebbe avere quella massa) che sarebbe perfettamente stabile. Un buco nero a rotazione gira su se stesso a 0,9999999999999991 del massimo possibile che potrebbe raggiungere. Inoltre, dobbiamo parlare di un vecchio amico: Einstein e la sua relatività.

Il pianeta Miller

Perché entriamo nel campo della relatività. Il fatto che il buco nero stia ruotando non è un dettaglio minore. Dal punto di vista della fisica, questo complica notevolmente i calcoli. È completamente diverso da un buco nero statico. Albert Einstein ha scoperto che quando si viaggia a velocità prossime a quella della luce, il tempo passa molto più lentamente per coloro che vanno a velocità inferiori. Lo stesso accade quando siamo in un luogo con una gravità molto intensa (come nei pressi di Gargantua).

La Scienza usata nel Film Interstellar, è un gioiello della Fantascienza

La relatività è molto importante in tutto ciò che accade sul pianeta Miller. Sappiamo che il segnale del pianeta dice da anni che va tutto bene. Tuttavia, quando atterrano, Cooper vede un’onda gigantesca che si allontana da dove sono atterrati. Stranamente, è molto probabile che la stessa ondata sia stata quella che, pochi minuti prima (dal punto di vista del pianeta) si era conclusa con la dottoressa Miller. La gravità del pianeta è il 130% di quella della Terra, il che rende difficili i movimenti degli astronauti. Sappiamo anche, o si può dedurre, che il pianeta di Miller è in accoppiamento mareale con Gargantua. Cioè, la stessa faccia punta sempre verso il buco nero. L’onda gigantesca, sebbene possa sembrare così, non è uno tsunami che viaggia sulla superficie. È piuttosto il contrario. Possiamo immaginare il pianeta di Miller come un pallone da calcio. Quell’onda gigantesca è causata dalla gravità di Gargantua. Quindi quello che vediamo è la conseguenza del pianeta che ruota. Perché, sì, è nell’accoppiamento delle maree, ma ha qualche rotazione… Diciamo che è una piccola “trappola” usata da Kip Thorne. Un pianeta nell’accoppiamento di marea può spostarsi leggermente in avanti e indietro. Causando l’onda per colpire gli astronauti. Inoltre, le onde spiegano l’oceano poco profondo che possiamo vedere nel film.

Le onde hanno una dimensione di un chilometro di altezza. Tuttavia, il resto dell’oceano raggiunge a malapena il livello delle ginocchia. Questo fenomeno lo spiega. Probabilmente, il pianeta di Miller non ha una superficie solida. In ogni caso, questa visita non va molto bene. Il ritardo del tempo gioca un trucco su tutti. Il segnale di Laura Miller aveva funzionato bene per anni, ma ovviamente il mondo aveva appena passato un’ora sul pianeta. Inoltre, dopo essere tornato sulla nave, dopo qualche ora, Cooper scopre di aver trascorso 23 anni in attesa.

Il pianeta di Mann

Le conseguenze le sappiamo già. Ciò li costringe a scegliere tra il pianeta di Mann e quello di Edmund. Nel frattempo, sulla Terra, anche le cose sono andate avanti. Murph non è più una ragazza, ecc. ecc. Tutto ciò è coerente con il ritardo del tempo. Non ci sono reclami possibili. Il pianeta di Mann è il più interessante se ci atteniamo alle parole di Kip Thorne. Per lui è il posto con la più grande inconsistenza scientifica dell’intero film. La complessità del ghiaccio. Si scopre che Kip Thorne non crede che il ghiaccio sia in grado di formare quelle strutture complesse che vediamo sul pianeta di Mann. Come forse ricorderai, Mann non riesce a trovare la superficie. Solo nuvole e nuvole congelate. Il pianeta non è abitabile. E questo ci porta al risultato del film, dove ci incontriamo di nuovo con il ritardo dei tempi. Da una parte, come forse ricorderai, la nave sta cadendo verso Gargantua e non c’è possibilità di tornare sulla Terra. Inoltre, c’è il pianeta di Edmund.

Quindi Cooper ha in programma di fare la stessa cosa che è stata fatta con Marte per arrivare a Saturno in soli due anni, ma usando Gargantua in questo caso. L’idea è di approfittare della sua immensa gravità per accelerare la nave ed essere in grado di raggiungere il pianeta di Edmund per vedere se è abitabile. La manovra lo costringe ad avvicinarsi così tanto a Gargantua che, sebbene passino solo pochi minuti, questi equivalgono a 51 anni passati sulla Terra.

Prima di parlare del grande atto finale di Cooper, qualcosa del pianeta di Edmund. Quando arrivano, scoprono che era morto. Determinano che era morto 77 anni fa, dopo una valanga, mentre si trovava in quella camera dei sogni. Se aggiungiamo i 23 anni che passano attraverso la visita al pianeta di Miller e i 51 della manovra, scopriamo che Edmund è morto 3 anni prima che raggiungessero il sistema.

La parte finale del film

In ogni caso, questo ci porta alla fine del film. Al momento forse più complicato da descrivere e dove ci troviamo con una licenza narrativa più pura. Prima di tutto, Cooper cade in Gargantua senza morire. Può sembrare strano se consideriamo che ci dicono che un buco nero ci trasformerebbe in spaghetti a causa della differenza tra la gravità che sentiamo nei nostri piedi e nella nostra testa. È vero, ma non si applica ai buchi neri supermassicci. Essendo estremamente grande, la differenza di gravità che sentiamo tra un punto e l’altro è minima. Qualcosa che non accade se si trattasse di un buco nero di massa stellare (cioè causato dal collasso di una stella molto massiccia alla fine della sua vita). Così Cooper sopravvive.

Dentro ogni buco nero supermassiccio, sappiamo che c’è un punto, il suo centro, in cui si trova la singolarità. È un modo elegante per dire che non sappiamo molto bene cosa succede lì, perché la nostra comprensione della fisica smette di funzionare. In teoria, Cooper avrebbe dovuto morire quando arrivava alla singolarità. Tuttavia, invece di cadere nella singolarità, arriva a un punto completamente diverso: il Tesseratto. È qui che torniamo a incontrarci con “loro”. Perché puoi capiamo che sono i responsabili.

Un Tesseratto è, in realtà, il nome che diamo a un cubo quando lo proiettiamo su quattro dimensioni. Il fatto è che il Tesseratto è una forma di comunicazione per “Loro”. Ad essere esseri di cinque dimensioni, vedono il tempo come una dimensione più completa. Cioè, possono vedere tutti i momenti nel passato, nel presente e nel futuro. Cooper lo usa per comunicare con il passato. Così, capisce di essere il “fantasma” di cui parlava sua figlia all’inizio. Ha comunicato attraverso il Tesseratto. Questo è altamente speculativo. Non conosciamo alcun modo per comunicare con il passato o per manipolare uno spazio con più di quattro dimensioni. Cooper suggerisce che “Loro” potrebbero essere esseri umani provenienti da un lontano futuro. Forse sono venuti per accedere a tutte le energie e le risorse dell’universo, consentendo loro di manipolare le dimensioni al di là di ciò che possiamo sperimentare. Ma, come abbiamo affermato, è praticamente una finzione.

Non c’è molto da dire sulla fine del film. Ormai sai perché è passato tanto tempo e Cooper è con sua figlia quasi sul letto di morte. “Ma dirò qualcosa sulla Cooper Station (a proposito, in onore della figlia e non del padre come pensavo)”, afferma Alex Riveiro. La Cooper Station è un cilindro di O’Neill. Non abbiamo la tecnologia (ma non di gran lunga) o le risorse necessarie per pensare alla sua costruzione, ma tutto è perfettamente plausibile. In breve, per tutto questo, Interstellar è uno dei grandi gioielli di Hollywood in termini di fedeltà scientifica. Che si tratti di un buon film o no, in termini argomentativi, lo lasciamo a voi.

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