Viaggi nello spaziotempo: creato a Napoli il primo prototipo di wormhole in laboratorio

di Kasia Burney Gargiulo

Vengono comunemente definiti cunicoli spazio-temporali in grado di collegare un punto con un altro di uno stesso universo o, ancor più suggestivamente, di stabilire una connessione fra un universo ed un altro presumibilmente parallelo al primo. Sono i wormhole (letteralmente ‘buchi di vermi’), sorta di ‘scorciatoie’ che permetterebbero di passare da un punto all’altro di uno o molteplici universi più velocemente di quanto impiegherebbe la luce a percorrere la distanza attraverso lo spazio normale, consentendo al tempo stesso veri e propri viaggi nel tempo. E’ questa la traduzione in pochissime parole di concetti molto complessi propri della fisica più avanzata, sebbene elaborati sulla base di teorie che scienziati come Albert Einstein e Nathan Rosen enunciarono già negli anni ’30 del Novecento ipotizzando l’esistenza di gigantesche strutture cosmiche poi definite appunto ‘ponti di Einstein-Rosen’. A portare tali strutture alla ribalta negli ultimi giorni è la creazione, presso un laboratorio dell’Università di Napoli “Federico II”, del primo prototipo, sia pure su scala ridottissima, di un wormhole . Se è ancora prematuro prefigurare viaggi nello spazio cosmico e nel tempo da parte dell’uomo, l’esito di questa ricerca potrà tuttavia essere utile a rendere più potenti gli attuali dispositivi basati sulle nanotecnologie.

A parlare di tale prototipo – descritto online sul sito ArXiv e in via di pubblicazione sull’International Journal of Modern Physics D – è stato il coordinatore del gruppo internazionale che ha svolto la ricerca, Salvatore Capozziello, fisico dell’Università Federico II di Napoli, nonchè membro dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn) e presidente delle Società Italiana di Relatività Generale e Fisica della Gravitazione (Sigrav). “Il problema di partenza – ha osservato lo studioso – era spiegare l’esistenza di strutture che, come i buchi neri, assorbono tutta l’energia di un sistema senza restituirla: in pratica ci si trovava di fronte ad una violazione del principio di conservazione dell’energia”. Da qui la supposizione che lo spaziotempo sia ‘bucato’: “è un’ipotesi – ha aggiunto il fisico – molto affascinante e futuristica, che implica la possibilità di passare da una zona all’altra dello spaziotempo come di collegare fra loro universi paralleli”. A tal proposito la metafora del verme non è affatto casuale: il termine wormhole deriva appunto dall’immaginare che l’universo sia come una specie di mela sulla cui superficie si muova un verme. Ebbene, se questo continuerà a strisciare sulla superficie, la distanza tra due punti opposti della mela sarà pari a metà della sua circonferenza, ma se invece esso scava un foro direttamente attraverso la mela, la distanza da percorrere per giungere a destinazione sarà inferiore. Il cunicolo spazio-temporale di cui gli scienziati ipotizzano l’esistenza in natura, presumibilmente generato da una immane forza gravitazionale che deformerebbe lo spaziotempo, è idealmente paragonabile proprio a quel buco scavato dal verme nella mela.

Il problema era dunque verificare in laboratorio la fondatezza di questa teoria. “La nostra idea – ha detto Capozziello – era quella di riuscire a simulare gli effetti gravitazionali a energie più basse e ci siamo chiesti se in questo modo sarebbe stato possibile riprodurre un wormhole in laboratorio”. A questo fine è stato realizzato il minuscolo prototipo ottenuto collegando due foglietti del materiale più sottile del mondo, il grafene, con legami molecolari e un nanotubo. La struttura ottenuta è neutra e stabile, nel senso che al suo interno non entra nulla e nulla fuoriesce, ma quando si introducono dei difetti vengono generate correnti in entrata e in uscita. “Spostandoci su dimensioni cosmiche – ha quindi aggiunto lo scienziato – potremmo considerare un osservatore che con la sua navetta si avvicina a un wormhole come un elemento capace di perturbare la struttura: in questo caso sarebbe possibile passare da una parte all’altra del cunicolo spaziotemporale, così come trasmettere segnali da una parte all’altra”.

Circa le potenziali applicazioni pratiche derivanti da questo studio, Capozziello ha spiegato come i foglietti di grafene permettano di controllare correnti in entrata e in uscita per cui “produrre una struttura simile significa poter trasmettere segnali in modo estremamente preciso a livello di atomi. Si potrebbero ottenere, ad esempio, nanostrutture capaci di trasmettere segnali in modo istantaneo poiché la corrente elettrica passerebbe nel vuoto”. Per far questo occorre però creare un prototipo riproducibile su scala industriale: “il progetto – ha affermato l’esperto – è in via di definizione con il gruppo di Francesco Tafuri, del dipartimento di Fisica della Federico II”.

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