Priyamvada Natarajan

Rivelazioni dallo spazio

da ''The New York Review of Books''
SCIENZA: Le immagini prese dallo spazio della Terra e del nostro sistema solare, e persino film di fantascienza come Interstellar di Christopher Nolan, possono davvero portare a nuove scoperte in campo scientifico?

MICHAEL BENSON, Cosmigraphics: Picturing Space Through Time, Abrams, pp. 320, $ 50,00

CHRIS HADFIELD, You Are Here: Around the World in 92 Minutes—Photographs from the International Space Station, Little, Brown, pp. 200, $ 26,00

Interstellar, un film diretto da Christopher Nolan

KIP THORNE, The Science of Interstellar, con una prefazione di Christopher Nolan, Norton, pp. 324, $ 24,95

1.

Nel giorno di San Valentino del 1990, a più di quattro miliardi di miglia dalla terra, nell’immenso vuoto e silenzio dello spazio, l’otturatore della fotocamera della sonda spaziale Voyager 1 scattò rapidamente, prendendo sessanta fotogrammi in rapida successione. Tra questi c’era un’immagine che è diventata una delle immagini più famose mai raccolte nello spazio. In essa, la terra non è nient’altro che un piccolo puntino, catturato dai raggi solari.

Fu Carl Sagan a suggerire l’immagine del Voyager 1 che si guarda indietro e fotografa la Terra, essendo la sonda lanciata alla ricerca dello spazio profondo, oltre il nostro sistema solare, dove tuttora si trova. Ispirato da questa immagine, Sagan meditava nel suo libro Pale Blue Dot: A Vision of the Human Future in Space (1994): «Guardate di nuovo quel puntino. Quello è qui. Quello è casa. Quello siamo noi». E concludeva dicendo: «Ogni santo e ogni peccatore nella storia della nostra specie ha vissuto lì – su un granello di polvere sospeso in un raggio di sole».

La terra fotografata dalla sonda Voyager 1

La terra fotografata dalla sonda Voyager 1

Il lirismo di Sagan era inteso a enfatizzare la connessione senza tempo tra tutti gli abitanti della terra, del passato e del presente. Magistrale nell’uso dell’immaginazione astronomica per far interessare il pubblico alla scienza, egli è meglio conosciuto per la serie televisiva in tredici puntate Cosmos, che fu trasmessa per la prima volta sulla PBS nel 1980. Serie vista da allora da oltre 500 milioni di persone in sessanta paesi. Molte generazioni di scienziati da allora sono stati indotti a fare gli scienziati da Cosmos.

Carl Sagan

Carl Sagan

L’immagine ampiamente pubblicizzata della terra come un pallido puntino blu che galleggia nello spazio ha dato inizio ad una rivoluzione nella percezione del nostro pianeta. Le immagini fotografiche del cielo notturno prese dalla terra e le immagini prese dallo spazio dal satellite, che si rivolge indietro alla terra così come al sistema solare intorno ad essa e oltre, continuano ad essere un’importante fonte di conoscenza del cosmo da parte del pubblico. Considerate, per esempio, le prime immagini fotografiche della terra prese dal satellite che ruotava in orbita intorno alla luna nel 1966, e la famosa immagine della Nebula Horsehead presa dall’Osservatorio Anglo-Australiano dal fotografo astrale David Malin e le immagini di Michael Benson, alcune rielaborate al computer partendo da fotografie prese da sonde spaziali, apparse nel suo libro Beyond. Tutte queste hanno fornito una sbalorditiva prova visiva del posto che occupiamo nel sistema solare e hanno dato forma alla nostra nozione dello spazio.

La Nebula Horsehead

La Nebula Horsehead

Sia Cosmigraphics: Picturing Space Through Time di Benson, che You Are Here: Around the World in 92 Minutes dell’astronauta Chris Hadfield, portano avanti il lascito di Sagan nell’usare le immagini per evocare le realtà dello spazio e della scienza a beneficio del vasto pubblico. In un’epoca in cui così tante immagini della NASA sono disponibili online, e in cui l’esplorazione dello spazio attraverso sonde come Rosetta è così mirata a sondare le possibilità di colonizzazione e il potenziale ricavo di risorse dalle comete, questi libri sollevano anche una questione più ampia. Oltre a generare stupore e meraviglia,  a quali scopi scientifici servono le immagini dello spazio?

Il cielo notturno è stato documentato e studiato per migliaia di anni. Il Disco di Nebra, di rame battuto e oro, datato 1.600 a.C. e trovato nella regione della Sassonia-Anhalt in Germania, ritrae il sole, la luna crescente  e le stelle, incluso un gruppetto di esse che si ritiene siano le Pleiadi. Gli antichi mesopotamici erano anche assidui e prolifici archivisti astronomici.

Le inscrizioni della Tavoletta di Venere Babilonese, datata 700 a.C., che segna le posizioni del pianeta Venere nel cielo, suggeriscono che i babilonesi, come tutti i popoli antichi, videro una relazione diretta tra i fenomeni celesti e quelli terrestri. Il fatto di poter vedere o meno Venere nel cielo determinava il fatto che piovesse o meno sulla terra.

Era loro chiaro che queste evidenti correlazioni richiedessero una spiegazione, un agente che assicurasse il ricorrere di queste, e  si rivolsero quindi ai loro dei e, occasionalmente, a un demiurgo. Mettendola in un altro modo, si può dire che le prime spiegazioni per i fenomeni celesti osservati, quelle che potremmo  definire in senso lato teorie cosmologiche, fossero in realtà miti. Questi miti a loro volta si portavano dietro rappresentazioni e immagini. Un modo di comprendere il ruolo delle immagini nell’astronomia moderna, è quello di considerare gli astronomi come i loro antichi precursori ma dotati ora di telescopi, come creatori di mappe cosmologiche e documentaristi.

L’astronomia, forse più di ogni altra disciplina, è una scienza che si affida alle immagini. A differenza di altre branche della scienza, non si può predisporre alcun esperimento controllato nei cieli. Perciò l’osservazione è la cosa più vicina agli esperimenti veri che l’astronomia possa fare. Per esempio, lo Sloan Digital Sky Survey, operativo nel New Mexico dal 2000 al 2011, ha creato un’immagine di circa un terzo dell’intero cielo. Diversi grandi telescopi terrestri attualmente in costruzione, inclusi l’ American-led Large Synoptic Survey Telescope ad El Peñón, Cile (LSST), il Thirty-Meter Telescope a Mauna Kea, Hawaii (TMT), il Giant Magellan Telescope dell’Osservatorio Las Capanas in Cile (GMT), e l’European Extremely Large Telescope dell’European Southern Observatory (ELT), anch’esso nel nord del Cile, documenteranno molto più cielo, catturando oggetti ora estremamente vaghi e fornendo mappe tridimensionali dell’universo con una profondità e un dettaglio senza precedenti. Per inciso, il Cile è spesso scelto a causa della limpidezza del cielo nel suo deserto del nord.

La quantità di dati che queste mappe future genereranno è sorprendentemente ampia. La telecamera sull’LSST, per esempio, genererà terabyte di dati ogni singola notte. Il che corrisponde a un migliaio di volte le informazioni contenute nell’Enciclopedia Britannica. La visualizzazione è ancora più importante proprio nell’epoca dei Big Data quando proviamo a comprendere la complessità derivante dall’estendersi sempre più a fondo della nostra ricerca nel cielo.

2.

Le rappresentazioni celesti e le mappe registrano come la visione umana dei cieli sia passata dall’immaginato e dal fantastico al ragionato. La ragione di questo cambiamento è molto semplice: la navigazione. La nostra abilità nel fare mappe sempre più sofisticate era una volta guidata dal desiderio apparentemente implicito di esplorare il nostro pianeta. Ma per esplorare la terra e navigare i mari  avevamo bisogno di guardare su nei cieli per usare le stelle come una bussola. Così le mappe terrestri non mappano solo il mondo conosciuto della terra ferma. Ma mappano anche i cieli e sono indizi delle prime interpretazioni dell’universo.

Cosmigraphics di Benson coglie questo cambiamento raccogliendo un compendio di immagini molto curate che presentano «un archivio visivo dei nostri tentativi di visualizzare l’universo e il nostro posto in esso». Benson ha setacciato archivi su archivi di immagini, concentrandosi sulle rappresentazioni del cosmo eseguite a mano, ed escludendo le normali fotografie. Ci sono disegni fatti a mano su pergamena, tutte le forme di stampa, dalla litografia all’acquaforte, dall’incisione sul legno alla stampa offset, così come le immagini generate al computer, alcune delle quali basate su simulazioni dei fenomeni astrologici eseguite dai supercomputer. Benson ha raccolto immagini che vanno dalla cosmogonia premoderna alla cosmologia moderna.

Mappa del modello geocentrico modificato di Tycho Brahe, Andrea Cellarius, 1716

Mappa del modello geocentrico modificato di Tycho Brahe, Andrea Cellarius, 1716

Egli non si preoccupa dell’accuratezza scientifica delle immagini, anche se alcune di esse erano considerate accurate nel tempo e nel luogo in cui furono realizzate. Per questo motivo, ci dice, ha incluso immagini come le illustrazioni medievali del Paradiso di Dante, che sono chiaramente al di fuori della categoria di quelle che sono considerate immagini astronomicamente tradizionali. Nelle immagini come la mappa del modello geocentrico modificato di Tycho Brahe di Andrea Cellarius del 1716, l’estetica è più importante dell’accuratezza scientifica in accordo con i criteri di Benson nel raccogliere le immagini. L’immagine illustra l’alternativa di Brahe al modello Copernicano, in cui tutti i pianeti – eccetto la terra – orbitano intorno al sole, e il sole a sua volta orbita intorno alla terra con tutti i suoi pianeti al seguito. Ma lui ci dice che sta cercando alcune «verità storiche e culturali» in esse.  Il soggetto del suo libro sono quindi le immagini «enigmatiche» che danno conto del nostro viaggio lungo la storia alla ricerca del nostro posto nell’universo. Prima del 1600 gli astronomi erano spesso astrologi, i pittori del Rinascimento erano sia appassionati studenti di ottica che scienziati,  e molti scienziati svilupparono un lessico di stile illustrativo per documentare le loro osservazioni al telescopio o al microscopio.

Gli astronomi hanno spesso usato immagini per rivelare al grande pubblico le complicatezze della scienza, che è quello che fa anche Benson con  Cosmigraphics. La cosmologia appare in Cosmigraphics come se si fosse evoluta ininterrottamente e senza conflitti e rotture intellettuali. Come risultato, il suo compendio offre surrettiziamente qualcosa: persuade il lettore della provvisorietà anche della scienza, senza per questo generare un senso di instabilità. Il processo a Galileo per la sua interpretazione del sistema solare non è nemmeno menzionato.

Il lettore riceve l’impressione che la storia della cosmologia, piuttosto che essere contingente e caotica, sia la narrazione visiva di un processo lineare e di un miglioramento sempre crescente nella ricerca di comprensione del nostro posto nell’universo. L’esposizione di Benson attenua lo shock disorientante che accompagna spesso quelli che sono in effetti cambiamenti radicali nella concezione e nella comprensione. Come per esempio, nel racconto che fa di Robert Fludd del 1617 della formazione di un cosmo geocentrico che nasce in lieve contrasto con il modello di Hartmann Schedel del suo Liber chronicarum (1493) che comincia ab initio con la terra e l’acqua, in accordo con il racconto biblico della creazione.

A differenza di Benson, Hadfield presenta immagini fotografiche della terra prese dalla Stazione Spaziale Internazionale (ISS). Il suo tour fotografico planetario è una delizia visiva, e offre una prospettiva unica sul nostro pianeta. Le sue fotografie registrano non solo le meraviglie della natura visibile, ma anche le conseguenze dei cambiamenti operati dall’uomo al volto del pianeta. L’obiettivo di Hadfield insito nelle 45.000 fotografie scattate nei cinque mesi di soggiorno sull’ISS, è quello di aiutare il pubblico ad apprezzare la bellezza e la varietà del nostro pianeta.

E ci riesce. Le immagini fotografiche di Hadfield sono il contrappunto dallo spazio della circumnavigazione della terra di Ferdinando Magellano del 1519. Il viaggio che per primo trasformò il nostro modo di vedere il pianeta. Per Hadfield, queste fotografie forniscono

una nuova prospettiva; siamo piccoli, così tanto più piccoli di quanto avessimo mai pensato. Secondo me questa non è un’idea inquietante. È un utile correttivo all’irrequieta auto-celebrazione a cui siamo inclini come specie – e anche un promemoria per spingerci a dare il massimo con la nostra presenza in questo meraviglioso, strano, durevole ma tuttavia fragile pianeta. 

Il deserto di Dasht-e Kavir fotografato dall'astronauta  Chris Hadfield

Il deserto di Dasht-e Kavir fotografato dall’astronauta Chris Hadfield

Molte fotografie hanno un’aura mistica – particolarmente impressionante è quella di uno dei deserti più grandi dell’Iran, Dasht-e Kavir, costituito da stratificazioni di sali lasciati dietro di sé da un antico oceano prosciugatosi, che hanno una forma analoga alla gigantesca macchia rossa di Giove. Poi c’è l’enorme rientranza, chiamata Richat Structure, nel paesaggio della Mauritania e conosciuta dagli astronauti come l’Occhio del Sahara, perché veniva spesso usata da loro per orientarsi e per calcolare la loro posizione.

In una recente intervista con Dan Schwabel di ‘Forbes’, Hadfield commentava che la vista dall’ISS rende la dinamica in crescita del cambiamento climatico più palpabile e urgente. I drastici cambiamenti alla superficie del pianeta, anche nell’arco di tempo di venticinque anni, sono divenuti visibili – come accaduto con il prosciugamento del Mare di Aral, che si trova in parte in Kazakistan e in parte in Uzbekistan. Attraverso queste fotografie Hadfield è diventato  un imprevedibile e forte alleato nel sostenere l’idea che l’attività umana stia causando il cambiamento climatico.

3.

Come dimostrano questi libri, l’immaginazione, la rappresentazione e la documentazione hanno tutte una parte da giocare nel raffigurarsi la scienza. Le immagini spettacolari hanno spinto la ricerca scientifica e hanno sollevato questioni scientifiche a cui valeva la pena rispondere. Ed è su questa materia che Benson fa la sua dichiarazione più audace e in qualche modo forzata: che le immagini producono nuove scoperte. Ciò è contrario a come la maggior parte degli scienziati concepisce le origini delle scoperte fondamentali. Ma il libro di Benson ci ricorda che spesso i fenomeni celesti furono immaginati prima di essere osservati e documentati.

Due esempi lo illustrano bene. Nel 1584 Giordano Bruno immaginò altri pianeti nel suo libro De l’infinito, universo e mondi, un fenomeno che ora è stato documentato dalla Missione Keplero della NASA, la quale recentemente ha scoperto diverse migliaia di pianeti al di fuori del nostro sistema solare. Il Kepler Orrery, che mostra un modello di questi pianeti e dei loro sistemi, è incluso nel libro Cosmigraphics. Secondo esempio, i dibattiti sulla vita e l’acqua su Marte ebbero inizio nel diciannovesimo secolo con le osservazioni al telescopio dell’astronomo Percival Lowell, rappresentate in disegni che Benson ha pure incluso nel suo libro. Ispirato dalla lettura del libro degli astronomi Camille Flammarion e Giovanni Schiaparelli, che affermava l’esistenza di una rete di canali sulla superficie di Marte, Lowell interpretò le sue osservazioni come prove della presenza di acqua, e quindi di vita intelligente.

Le missioni su Marte della NASA non erano state pensate tenendo a mente Lowell, tuttavia la questione che egli aveva sollevato fu finalmente posta scientificamente quando il rover Curiosity atterrò sul pianeta rosso il 6 agosto 2012. Trapanando un’antica roccia di Marte, gli strumenti a bordo di Curiosity trovarono sia la prova della presenza di acqua, che si era ormai asciugata su Marte, sia la semplice molecola organica del metano, ma non tracce di vita. Ciò che provocarono i disegni di Lowell fu generare la questione e di renderla interessante. In questo modo le immagini ci possono spingere a passare dalle cose immaginate, a sforzarci di costruire quelle che Benson chiama «mappe basate su informazioni reali».

Benson porta avanti l’idea che le sue immagini accurate siano scienza e arte – cioè, esse sono argomenti scientifici in forma visiva, benché non siano sempre del tutto corrette, e tuttavia sono allo stesso tempo arte. Qui egli prende generosamente a prestito dal teorico dell’architettura Dalibor Vesely. Le immagini, secondo Vesely e Benson, hanno un loro potere di promuovere le interpretazioni. Le rappresentazioni visive possono servire da conduttori di dati che serviranno come prova in un livello di comprensione più preciso e innovativo. Nella scienza, mai le immagini sono state usate con più efficacia come veicoli persuasivi dell’evidenza scientifica di quanto non sia successo recentemente nel portare avanti la teoria del cambiamento climatico indotto dall’uomo.

Non è per caso che gli alleati cruciali nel portare avanti questa idea siano state le fotocamere. Le immagini di Hadfield ci mostrano la terra in modi che non possiamo osservare in altro modo. Dati gli ostacoli politico-ideologici per la comprensione da parte del pubblico del caso scientifico e dell’evidenza del cambiamento climatico causato dall’attività umana, le immagini possono in realtà offrire un approccio molto persuasivo. Le fotografie di Hadfield dello scioglimento artico o dello slittamento delle dune  di sabbia del deserto della Namibia, e un altro progetto di Benson, il saggio fotografico che parte dalle foto del satellite della NASA, incluse quelle raccolte dai satelliti Aqua e Terra, (primo episodio del suo interessamento alle immagini astronomiche), hanno contribuito a rendere più visibile l’impatto umano sul cambiamento climatico. Il saggio fotografico del ‘New York Times’ Gorgeous Glimpses of Calamity di Benson del 2013 finisce con la seguente  potente preghiera:

Avendo dato vita ad una civilizzazione in grado di osservare il nostro ancora paradisiaco mondo con l’obbiettività prodotta dalla distanza, dobbiamo mettere da parte i nostri bisticci, e riconoscere che siamo di fronte a una minaccia per tutta la specie, e dobbiamo usare il nostro genio tecnico-scientifico per proteggere la sola casa della vita conosciuta nell’universo.

La luna e la terra fotografate dall'astronauta Chris Hadfield

La luna e la Terra fotografate dall’astronauta Chris Hadfield

Il foto saggio di Benson e le foto di Hadfield del pianeta che si trasforma sono probabilmente più persuasive del report dell’Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) che presenta tutti i dati scientifici e i risultati derivanti da misurazioni e modelli matematici, nel portare avanti la convinzione della effettività del cambiamento climatico di credere alla scienza del cambiamento climatico. Queste potenti immagini spingeranno ad agire sul cambiamento climatico e a migliorare la gestione del nostro pianeta e delle sue risorse? Lo si può solo sperare.

4.

Qual’è l’alternativa? Non affrontare il pericolo del cambiamento climatico come specie  ci condurrà senza dubbio al baratro. Il punto esatto da cui parte il recente film di fantascienza Interstellar di Christopher Nolan. Ambientato nel futuro, Interstellar descrive il viaggio del genere umano per cercare altri pianeti abitabili, un viaggio dovuto non solo dall’istinto umano ad esplorare, ma reso necessario anche dal cambiamento climatico che, non impedito, ha reso la terra inospitale.

All’inizio del film vediamo un mondo deprimente in cui la sventura ha decimato tutte le coltivazioni eccetto il granturco, e in cui le tempeste di polvere stanno aumentando rapidamente. Il nostro pianeta è in pericolo – mentre la popolazione umana cerca disperatamente di conservare una sensazione di normalità. Poiché il nostro  sistema solare non è particolarmente promettente, un ex pilota della NASA, Cooper (Matthew McConaughey), un vedovo che vive con i due figli e il suocero (John Lithgow), viene reclutato da una attualmente segreta NASA per una missione alla ricerca di altri pianeti abitabili.

Matthew McConaughey in una scena del film Interstellar

Matthew McConaughey in una scena del film Interstellar

Il portale per un sistema di nuovi habitat potenziali è un “condotto spazio-temporale” vicino a Saturno che trasporta Cooper e i suoi compagni astronauti, inclusa la dottoressa Amelia Brand (Anne Hathaway) nelle vicinanze di un buco nero supermassiccio, opportunamente chiamato Gargantua. I veri scienziati sanno che tali mostruosi buchi neri esistono nei centri delle galassie più luminose nell’universo vicino e lontano. Un condotto spazio-temporale può essere pensato come uno squarcio nel tessuto spazio-temporale che connette due punti estremamente diversi nell’universo.

Il condotto spazio-temporale in Interstellar, ci dice l’anziano Dr. Brand (Michael Caine), astrofisico e leader della missione NASA, è stato creato da un’intelligenza aliena sconosciuta. Un paio di pianeti pericolosamente vicini a questo buco nero (che sta ruotando vicino alla velocità della luce, 186.000 miglia al secondo) sono scelti per l’esplorazione. Questi pianeti candidati – Miller, Mann ed Edmunds – hanno preso il nome dagli astronauti che si misero in viaggio per esplorarli.

Il punto più debole di questo peraltro piacevole film è l’articolazione dei sentimenti piuttosto artificiosa – le relazioni presumibilmente tese tra padri e figlie. Abbandoni, aspirazioni e ambizioni trasferite da padre a figlia sono sbrogliate in modo molto poco efficace nel rapporto tra Cooper e la giovane figlia Murph e tra il vecchio Dr. Brand e la figlia astronauta. Prive di sfumature, di complessità, di raffinatezza, queste relazioni sembrano essere state inserite semplicemente per aggiungere un coinvolgimento emotivo a un racconto fantascientifico su un viaggio intergalattico di scoperta.

Fin qui suona tutto molto normale per il genere fantascientifico spaziale. Ma ciò che rende Interstellar di Nolan interessante è che uno dei suoi produttori esecutivi è Kip Thorne, un esperto molto rispettato sulla relatività generale e professore di astrofisica  alla Caltech. Nessun altro scienziato, eccetto Carl Sagan, ha mai avuto una tale parte centrale in un film di fantascienza hollywoodiano, e lui la ha avuta dallo sviluppo della sceneggiatura fino al ruolo di produttore esecutivo nella realizzazione degli effetti speciali.[1]

Per Thorne è stato fondamentale che «nulla nel film…violasse le leggi della fisica fermamente acquisite». Così tutto ciò che si vede, gli effetti speciali e la storia del film sono scientificamente possibili, mentre altre cose sono plausibili, anche se a volte sono altamente improbabili. Come riportato nel nuovo libro di Thorne sulla lavorazione del film, The Science of Interstellar, il progetto risulta essere una notevole collaborazione con i fratelli Nolan (Christopher lo ha diretto e suo fratello Jonathan ha scritto la sceneggiatura), ed ha anche coinvolto molti esperti di fama mondiale sulla relatività generale grazie al lavoro di Thorne.

Christopher Nolan ha un pubblico fedele dopo aver diretto Memento, la trilogia di Batman e Inception, ed è noto per gli intrecci complicati dei suoi film che confidano su concezioni della scienza proiettate nel futuro a tal punto da librarsi sul limite del credibile. Ciò che porta comunque Interstellar a un livello più alto sono le imprese tecniche coinvolte nel realizzarlo. I suoi produttori hanno dovuto generare un totale di circa ottocento terabyte di dati, che è circa metà dell’insieme delle informazioni contenute in tutti i volumi della Libreria del Congresso.

Kip Thorne e Christopher Nolan sul set di Interstellar

Kip Thorne e Christopher Nolan sul set di Interstellar

Thorne ammette che la scienza di Interstellar si trova «sulla frontiera attuale della comprensione umana, o addirittura oltre». Questo è precisamente ciò che il lato creativo e immaginativo aggiunge al film, un testardo e scivoloso confondersi delle linee narrative tra «scienza documentata, congetture colte e speculazioni». Quanto è scientificamente plausibile lo scenario di Interstellar? Per introdurre una dose di realismo, ci sono alcune cose da considerare: con la miglior tecnologia attuale che possediamo, una spedizione nell’atmosfera della nostra stella più vicina, Proxima Alpha Centauri, distante 4,24 anni luce, richiederebbe 100.000 anni per un viaggio di sola andata. Anche se riuscissimo a sviluppare nuove tecnologie di propulsione rivoluzionarie che permettessero di viaggiare a, diciamo, un decimo della velocità della luce, raggiungerla richiederebbe comunque quarantaquattro anni. Quindi stiamo parlando di missioni esplorative che supererebbero l’intero arco di una vita umana.

Queste barriere sono insormontabili come molte altre. L’eccessiva esposizione dell’astronauta alle radiazioni durante il viaggio sarebbe fatale – uno dei molti problemi che rimarrebbero da risolvere. Un condotto spazio-temporale tornerebbe molto comodo. E questo è l’espediente che Thorne, che precedentemente aveva proposto l’idea di un condotto spazio-temporale a Sagan per il suo romanzo Contact del 1983, utilizza di nuovo per Interstellar. Collegando due luoghi molto distanti nell’universo, i condotti spazio-temporali risolvono il problema del tempo di viaggio per raggiungerli. Questo costrutto teorico, conosciuto anche come il Ponte Einstein-Rosen (ER), potrebbe esistere in linea di principio secondo la teoria della relatività generale di Einsten; ma nessun condotto spazio-temporale è mai stato trovato, e di nessuno è mai stata supposta l’esistenza basandosi sull’evidenza delle prove.

La relatività generale prevede alcuni strani fenomeni in vicinanza di forti campi gravitazionali – i buchi neri, per esempio – ma tali fenomeni sono estremamente controintuitivi. Due fenomeni che Nolan mostra con grande efficacia sono la dilatazione del tempo e la curvatura della luce. L’immensa spinta gravitazionale di un buco nero rallenta gli orologi, causando uno scorrere del tempo a velocità differenti per gli osservatori che si trovano vicino ad esso rispetto a coloro che si trovano oltre la sua influenza. Questo è il cuore del famoso paradosso dei gemelli, in cui un gemello che rimane sulla terra invecchia più velocemente rispetto al gemello che torna sulla terra dopo aver viaggiato attraverso lo spazio profondo o vicino a un buco nero.

Nel film, la dilatazione del tempo è drammatica vicino al buco nero chiamato Gargantua, tanto che nelle sue vicinanze il tempo terrestre è rallentato di sette volte. La relatività generale prevede anche forti deviazioni nel tragitto dei raggi di luce che vagano vicino ai buchi neri e ai condotti spazio-temporali. Nel film, Gargantua e il condotto spazio-temporale distorcono la luce nel modo più drammatico e mozzafiato. E qui la collaborazione di Thorne con Nolan ha prodotto gli effetti più notevoli. La resa visiva della curvatura della luce, o lente gravitazionale, a causa della intensa forza di gravità di Gargantua e del condotto spazio-temporale, è stata resa mirabilmente con un’accuratezza senza precedenti. Ogni piroetta dei raggi di luce che saltano fuori dallo schermo è scientificamente corretta. Thorne ha calcolato le equazioni matematiche che descrivono la curvatura della luce come base per gli effetti speciali del film. Per generare questi effetti, Paul Franklin, Eugenie von Tunzelmann e il loro team della società inglese di effetti speciali Double Negative hanno dovuto sviluppare un software che tracciasse il percorso dei raggi – è stato sviluppato un nuovo metodo di rendering per catturare la fisica in maniera pienamente veritiera.

Il buco nero Gargantua nel film Interstellar

Il buco nero Gargantua nel film Interstellar

I risultati sono magnifici e lasciano di stucco. A tal punto che vedendo le sbalorditive visualizzazioni, Thorne ha notato diverse nuove caratteristiche della curvatura della luce dovuta ai buchi neri che erano sfuggite a lui e ad altri scienziati. Le rivoluzionarie nuove immagini calcolate per gli effetti speciali di Interstellar hanno mostrato agli scienziati qualcosa che non avevano mai visto prima nelle equazioni matematiche. In un recente articolo intitolato Come costruire un buco nero per Interstellar conduca ad una affascinante scoperta scientifica apparso nella rivista ‘Wired’, Thorne racconta la sua eccitazione nel vedere questa visualizzazione, e riferisce che ora sta scrivendo sulle nuove scoperte rivelate dal film sotto forma di articoli scientifici per la pubblicazione su riviste specializzate.

Così, da Cosmigraphics a Interstellar facciamo quadrare il cerchio. Non succede spesso che Hollywood fornisca nuovi dati agli scienziati che forniscono idee e che questi conducano a nuove svolte. Questa è forse la cosa più prossima all’idea di Benson di immagini che conducono direttamente a delle scoperte.

PRIYAMVADA NATARAJAN, è docente presso il Dipartimento di Astronomia e Fisica dell’Università di Yale.

[1]    Il solo altro esempio fu quello di Carl Sagan e di sua moglie Ann Druyan, che terminarono la sceneggiatura del film Contact nel 1980, il quale non fu poi realizzato fino al 1997. Purtroppo Sagan morì sette mesi prima che il film uscisse.
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