Da Stargate a Interstellar, molta fantascienza ha reso celebre il cunicolo spazio-temporale. Più noto col termine inglese di wormhole (buco di verme), si tratta in effetti di fenomeno contemplato dalla fisica teorica, ipotizzato addirittura nel 1916 dallo scienziato austriaco Ludwig Flamm sulla base di un'idea della cosmologia di fine '800 ed elaborato poi nell'ipotesi che - per la scienza - prende il nome di ponte di Einstein-Rosen.
La teoria è complessa, ma l'effetto (fantascientifico) è semplice: il wormhole è una scorciatoia tra un punto e un altro dell'universo. Permetterebbe perciò di percorrere una distanza qualunque in un tempo non istantaneo, ma infinitamente inferiore a quello che impiegherebbe la luce attraverso lo "spazio normale", ossia senza scorciatoie. Finora non sono state trovate evidenze dell'esistenza di wormhole nell'Universo.
Ecco però che un team internazionale a cui ha partecipato Salvatore Capozziello (Università Federico II di Napoli) annuncia di aver realizzato un modello di warmhole di grandezza inferiore a un millimetro: la ricerca, con tutta la sua matematica, è riportata online su ArXiv ed è in attesa di pubblicazione sull'International Journal of Modern Physics.
Al di là della dimensione (1 millimetro!), non immaginatevi però di poter intraprendere a breve viaggi nello spazio-tempo: tecnologie a parte, non c'è nulla di fantascientifico. I ricercatori hanno utilizzato il materiale più sottile al mondo per simulare su scala microscopica ciò che potrebbe accadere nello Spazio: due fogli di grafene (per simulare due regioni dell'Universo distanti quanto vi pare) uniti da un nanotubo di carbonio (il pozzo, o "buco di verme" che li unisce).
«Sul piano teorico il nostro lavoro propone una soluzione della cosiddetta equazione ponte di Einstein-Rosen», afferma Capozziello. Un risultato intrigante, però, anche per alcuni aspetti pratici.
Se il modello di Einstein-Rosen descrive gigantesche strutture cosmiche, il modello proposto con questa ricerca potrebbe infatti, più realisticamente, condurre a nuove implicazioni tecnologiche. Quanto osservato consentirebbe per esempio di trasmettere segnali elettrici in maniera estremamente precisa, a livello atomico. Il sistema si presenta stabile ma, commenta Capozziello, «abbiamo scoperto che con atomi penta o eptavalenti, cioè con 5 o 7 legami anziché i 6 del grafene puro, succede una cosa interessante: si generano correnti elettriche. Quindi il wormhole, secondo la nostra analogia, non è solo una struttura ipotizzabile e stabile, ma è possibile farvi passare informazioni, nel nostro caso la corrente».
I buchi neri. I telescopi riescono a captare soltanto la radiazione elettromagnetica, i raggi X o, come abbiamo visto di recente, le onde gravitazionali generati dal loro insaziabile appetito o dalle loro collisioni. Ma nessuno sa che cosa vi sia all'interno di queste "sabbie mobili" cosmiche, regioni dello spaziotempo che esercitano una tale attrazione gravitazionale che nemmeno la luce riesce a sfuggirvi.
# Vedi anche: Una lezione di Stephen Hawking sui buchi neri.
Foto: © Alain Riazuelo of the French National Research Agency, via Wikipedia
Il Vuoto Gigante. Questa regione di Spazio a 1,5 miliardi di anni luce dalla Terra, del diametro stimato di 1,3 miliardi di anni luce, fa parlare di sé per quello che non contiene. Ospita pochissime galassie visibili, quindi poca materia; ma è anche vuota di materia oscura, e non è un buco nero (la luce vi può passare attraverso). Si pensa che dietro questa regione di vuoto, e in altre più piccole note nell'Universo, possa nascondersi lo "zampino" dell'energia oscura. Nell'immagine la localizzazione di questa regione, nella costellazione dei Cani da Caccia.
Foto: © Wikimedia Commons
La materia oscura. È necessaria per spiegare alcune anomalie nelle misurazioni cosmiche (in particolare nel moto di rotazione delle galassie a spirale) che implicano la presenza di quantità di massa che non riusciamo a vedere. Costituisce il 27% dell'Universo ma, nonostante gli studi che provano a indagarne l'essenza, questa continua a sfuggirci. Un'ipotesi è che possa essere composta da buchi neri primordiali, formatisi nei primi istanti di vita dell'Universo. Nella foto, l'ammasso di galassie Abell 520, che rappresenta un mistero nello studio della materia oscura. In base alle stime, questa sarebbe infatti concentrata, qui, nelle zone meno popolate di galassie, al contrario di quanto si credeva.
# Vedi anche: Alla ricerca della materia oscura.
Foto: © NASA
L'energia oscura. Questa componente esotica che rappresenta il 68% dell'energia e della massa dell'Universo, sarebbe secondo le teorie più accreditate la principale responsabile dell'espansione del cosmo. Non ne sappiamo granché, ma le informazioni che abbiamo le dobbiamo soprattutto alla Radiazione cosmica di fondo, il residuo di radiazione elettromagnetica prodotto dal Big Bang. Nell'immagine della Nasa, l'energia oscura è rappresentata dalla griglia viola e la gravità (con effetti evidenti ma localizzati) dalla griglia verde.
Foto: © NASA
Il Grande Attrattore. È una anomalia gravitazionale a 220 milioni di anni luce da noi, che sta attraendo le galassie (Via Lattea compresa) come sotto l'influenza dell'attrazione gravitazionale di un milione di miliardi di soli. La nostra galassia è risucchiata in direzione di questa anomalia alla velocità di 2 milioni di km orari. Per alcuni, il Grande Attrattore è un accumulo di materia oscura. Per altri, le polveri della Via Lattea starebbero oscurando la vera origine di questa "calamita" cosmica.
# Vedi anche: Quello che la via Lattea nasconde alla (nostra) vista.
Foto: © NASA/ESA/Hubble Space Telescope
"Peggy", la luna di Saturno. Nel 2013, mentre fotografava l'anello A di Saturno, Cassini ha individuato una anomalia alla sua estremità: un disturbo nel segnale il 20% più brillante rispetto ai dintorni, che è risultato essere una piccola luna in formazione. L'ipotesi è che l'oggetto, del diametro di circa 1 km, si sia formato dal collasso di materiale proveniente dagli anelli: una teoria che getta luce anche sulla formazione degli altri satelliti del pianeta con gli anelli. La situazione attuale della Luna non è chiara. Forse si è disintegrata, o forse si è staccata ed è migrata altrove, dove non è più possibile vederla.
# Vedi anche: Saturno e la fabbrica delle mini lune.
Foto: © NASA/JPL
L'anomalia di KIC 8462852. Il 22% della luminosità della stella a 1.480 anni luce dalla Terra appare schermato, dal nostro punto di vista: un oscuramento talmente marcato da non essere spiegabile nemmeno con la presenza di un pianeta grande come Giove nell'orbita dell'astro. La spiegazione finora più condivisa è che lo scherzo di luce sia causato da una famiglia di comete o asteroidi. Ma non manca chi ha ipotizzato la presenza di una megastruttura aliena attorno all'astro, come uno scudo solare o un collettore di energia (per approfondire). Con l'avvento del James Webb Space Telescope, dovremmo finalmente capirne di più.
Foto: © NASA/JPL-Caltech
Al momento l'obiettivo del team è la realizzazione di un prototipo eventualmente riproducibile su scala industriale: si potrebbero ottenere, per esempio, nanostrutture capaci di trasmettere segnali in modo istantaneo, poiché transiterebbero nel vuoto del wormhole.
Beata corrente elettrica, allora, perché invece la possibilità - per "noi" - di passare quasi all'istante da una zona all'altra dell'Universo resta fantascienza. Un wormhole cosmico richiederebbe una quantità di energia altrettanto cosmica per generare la scorciatoia: l'unica fonte potrebbe forse essere un buco nero, che avrebbe la funzione di "stargate" per il wormhole, ma chi vorrebbe avvicinarsi tanto a un buco nero da poterlo attraversare?
El Gordo. Mai soprannome fu più calzante. El Gordo ("il Ciccione" in spagnolo) - o ACT-CL J0102-4915 - è il più massiccio ammasso di galassie mai osservato nell'Universo lontano. Contiene circa 3 milioni di miliardi di volte la massa del Sole, o circa 3 mila volte la massa della Via Lattea, e si trova a 9,7 miliardi di anni luce da noi. La sua mole si divide tra le diverse centinaia di galassie che lo popolano, il gas caldo che lo permea, grande emettitore di raggi X, e una buona quantità di materia oscura.
Foto: © ESO/SOAR/NASA
La pulsar Vedova Nera. La sterminatrice di stelle più veloce del cosmo si chiama J1311-3430 (qui la vedete in un'illustrazione) ed è una pulsar che non molti astri vorrebbero avere per compagna. Come l'omonimo ragno, l'oggetto celeste (che pesa quanto due Soli ma ha le dimensioni di una piccola città) "si nutre" di parti della stella compare, un astro della massa pari a 12-17 volte quella di Giove. La divoratrice e lo sventurato partner orbitano l'uno intorno all'altro ogni 93 minuti in una danza sempre più veloce e distruttiva, in cui la pulsar strappa strati di materia alla compare.
Foto: © NASA/CXC/M.Weiss
Il pianeta errante. Chiamatelo pure "Cast away": CFBDSIR 2149-0403, qui in una rappresentazione artistica, è un pianeta rimasto orfano della sua stella di riferimento, forse in seguito alla turbolenta formazione del suo sistema planetario. Si pensa abbia un'età compresa tra i 50 e i 120 milioni di anni ed è stato osservato a circa 100 anni luce da noi.
Foto: © ESO/L. Calçada/P. Delorme/Nick Risinger (skysurvey.org)/R. Saito/VVV Consortium
La Nube di Smith. Questa nube interstellare di idrogeno si sta muovendo come un tornado in direzione della Via Lattea, alla velocità di 241 km al secondo. Un guscio di materia oscura sembra averla protetta finora dalla disgregazione: e potrebbe proteggerla anche fra 30 milioni di anni, quando è previsto un incontro molto ravvicinato con la Via Lattea. Forse originata da una galassia nana mancata (cioè senza sufficiente energia e materia prima da consentire la formazione stellare) occupa un'area di 9.800 anni luce di lunghezza e 3.300 di larghezza.
Foto: © Bill Saxton, NRAO, AUI, NSF via Media Inaf
La stella più massiccia. R136a1 ha 256 volte la massa del Sole, e 7,4 milioni di volte la sua luminosità. Caratteristiche talmente estreme da far pensare sia una chimera formata dalla fusione di più stelle, un colosso mitologico di vita breve: potrebbe bruciarsi entro pochi milioni di anni. Qui la vedete a confronto con (da sinistra a destra): una nana rossa, il Sole, una stella azzurra di sequenza principale.
Foto: © ESO/M. Kornmesser
Un freezer cosmico. Meglio coprirsi bene prima di osservare la Nebulosa Boomerang, il luogo più freddo dell'Universo conosciuto. Il gas in espansione di questa nebulosa planetaria a 5 mila anni luce da noi, viaggia 10 volte più veloce di New Horizons, il più rapido veicolo spaziale mai costruito dall'uomo. Uno sprint che fa precipitare la temperatura all'interno della nebulosa a 1 grado Kelvin (-272 gradi °C), un grado sopra lo zero assoluto.
Foto: © Nasa
La nostra seconda Luna. Un anno sull'asteroide 3753 Cruithne equivale all'incirca a un anno sul nostro pianeta. In altre parole 3753 Cruithne completa un'orbita intorno al Sole più o meno in 364 giorni. Ma non è tutto: il bizzarro corpo celeste per certi versi "gemello" della Terra è talvolta indicato come una seconda Luna, molto piccola (5 km di diametro) della Terra, che ci orbita intorno una volta ogni 800 anni.
Foto: © Wikimedia Commons
La misteriosa Galassia X. A 300 mila anni luce dalla Via Lattea orbita una galassia satellite composta quasi interamente di materia oscura e gas, ma con pochissime stelle. Individuarla è stata un'impresa, resa possibile, nel 2009, dall'osservazione di misteriose increspature al limitare del disco della nostra galassia. Quest'anno, all'interno della misteriosa "Galassia X" sono state osservate 4 stelle vecchie 100 milioni di anni. Nell'immagine, una simulazione computerizzata realizzata nel 2007, le aree luminose rappresentano la materia oscura delle galassie satellite della Via Lattea.
Foto: © Stanford
Il pianeta dalla pioggia di vetro. Non lasciatevi ingannare dall'aria ospitale riprodotta in questa illustrazione artistica. Quella che vedete raffigurata su HD 189733b, il cosiddetto "esopianeta blu" situato a 63 anni luce da noi, è un'atmosfera turbolenta ricca di silicati in sospensione che disperdono la luce blu. Si pensa che queste particelle, con il calore, condensino fino a formare gocce di vetro fuso, che ricadono sul gigante gassoso. In compenso, lassù fa particolarmente caldo: il pianeta orbita molto vicino alla sua stella e le temperature si aggirano intorno ai 1000 gradi °C.
Foto: © NASA, ESA, M. KORNMESSER
Il buco nero più massiccio. Chiamarlo "mostro" non rende l'idea: il buco nero al centro della quasar J0100+2802 ha una massa pari a 12 miliardi di volte quella del Sole. Per intenderci, quello al centro della Via Lattea, che vedete nella foto, ha 4 milioni di volte la massa del Sole. Il mostruoso buco nero si trova a 12,8 miliardi di anni luce da noi e si è formato quando l'Universo era ancora un "lattante", 875 milioni di anni dopo il Big Bang.
Foto: © NASA/CXC/Stanford/I. Zhuravleva et al.
