Molti di voi, in questi giorni, staranno passando il proprio tempo libero giocando a Mass Effect 2 (a parte chi, come me, sta ancora finendo Dragon Age Origins…).
In questo nuovo videogame della Bioware, viene introdotto un concetto che ha fatto suscitare l’interesse di scienziati e fisici, se non altro per la curiosità di vedere come la fantascienza se la cava a spiegare un concetto che rimane, per la scienza, ancora molto incognito. Come al solito in occasioni del genere, la fantascienza se la cava molto bene.
In Mass Effect 2 è infatti possibile controllare un’essenza chiamata Energia Oscura. Cercherò di fare un’introduzione di questo concetto nel gioco, ma non me ne vogliate se non sono precisa nella descrizione del gioco, come dicevo non l’ho provato. In ogni caso l’idea è che nel mondo di Mass Effect l’energia oscura rappresenta una quinta forza fondamentale dell’Universo (si va quindi ad aggiungere alle quattro forze fondamentali forza nucleare forte e debole, forza elettromagnetica e forza gravitazionale). Rappresenta una specie di via di mezzo della forza elettromagnetica e gravitazionale, agendo sulla materia sia a livello cosmologico che subatomico. L’energia oscura sarebbe esclusivamente repulsiva e quindi sarebbe la responsabile dell’espansione in accelerazione dell’Universo (da cui si intuisce la componente “gravitazionale” dell’energia oscura).
L’energia oscura ha però anche una componente elettromagnetica. Infatti in Mass Effect 2 esiste un materiale, chiamato “element zero” che ha la proprietà di emettere energia oscura se sottoposto ad un campo elettromagnetico. Come nel primo episodio, l’energia oscura induce un “mass effect” che consiste nel modificare la massa relativa dei corpi presenti entro il suo campo di azione. Un tipo particolare di esseri viventi del mondo di Mass Effect, viene chiamato “biotics“. Questi esseri, umani o non umani che siano, hanno il potere di controllare l’energia oscura attravero i campi elettromagnetici creati dal proprio sistema nervoso, utilizzandola per proteggersi, attaccare, o addirittura creare dei piccoli vortici gravitazionali (buchi neri? mah…).
Ebbene, c’è un fondamento scientifico un tutto questo mondo creato da Mass Effect 2? La risposta semplice è: no.
Però, ci si può divertire a pensarci su. L’astrofisica Tamara Davis, dell’università del Queensland in Australia, dichiara che tutto sommato la descrizione di Mass Effect non offende gli scienziati, perché si sa così poco dell’energia oscura, che c’è molto spazio per la fantascienza per spiegare l’inspiegabile. Inoltre l’astrofisico Sean Carrol, dell’università della Californa, pensa che sia tutto sommato positivo introdurre un concetto così complesso in un videogame, perché così la gente si abitua a sentire parlare di queste cose, e magari gli può venire la curiosità di approfondire l’argomento.
Vediamo quindi qual è l’aspetto scientifico dell’energia oscura, e che cosa si sa.
Innanzi tutto notiamo come in realtà, non si sappia molto, anzi, non si sa quasi nulla. Il tutto parte da tre idee che l’uomo deve in qualche modo giustificare, perché fa fatica a vivere senza. 1) L’Universo ha un inizio, 2) L’Universo si espande e 3) La massa/energia presente nell’Universo non è in grado di giustificare questa espansione.
Che l’Universo abbia un’inizio lo si deduce dal fatto che non siamo in grado di concepire qualcosa che esista dall’eternità. Inoltre osservazioni ci fanno conoscere la storia dell’Universo a partire da qualche secondo dopo dal Big Bang. Questo fa intuire, con una sorta di “reverse engineering” , che l’Universo si sia generato con un’enorme esplosione in un deteminato momento nel tempo (che si definisce t=0). A questo punto, come nel caso di una carica di dinamite che esplode, si osserva come la materia venga emessa radialmente attorno al punto dell’esplosione, espandendosi.
La principale differenza tra il Big Bang e una carica di dinamite sono le masse in gioco: l’Universo ha una massa di circa 10^(23) masse solari, ovvero è 1 seguito da 23 zeri volte la massa del nostro Sole. Questo fa si che la forza gravitazionale non sia trascurabile, come invece è nel caso della dinamite. Si capisce quindi che subito dopo il Big Bang erano in azione due forze inverse: da un lato l’esplosione spinge la massa ad espandersi, dall’altro la forza gravitazionale spinge per la contrazione.
Il rapporto tra queste due forze è quindi legato strettamente alla quantità di massa presente nell’Universo. Ci sono 3 possibili destini per l’Universo: 1) Vince la gravità, e dopo un periodo di espansione l’Universo torna a contrarsi andando incontro ad un Big Crunch, 2) Vince l’esplosione, per cui l’Universo si espande per sempre e 3) si ha un equilibrio tra le due forze.
Qual è la verità? Nessuna di queste. Osservazioni, come quella per esempio del fondo cosmico a microonde (vedi per esempio questo post), mostrano che per diversi milioni di anni l’Universo si è comportato come se fosse piatto, ovvero nell’ipotesi 3 di un Universo in equilbrio.
Ad un certo punto, però, succede qualcosa di strano e inspiegabile: le Galassie cominciano ad allontanarsi l’una dall’altra, come se una sconosciuta forza repulsva le spingesse via. Perché accade questo? Non si sa.
Si sa che la ragione non è dovuta a cause gravitazionali o elettromagnetiche, e si esclude qualsiasi causa spiegabile con le nostre conoscenze dell’Universo. Poiché è stata misurata la massa totale dell’Universo, includendo anche la massa invisibile, chiamata Materia Oscura, si suppone che questa forza non sia legata a nessuna massa, per questo si utilizza il termine Energia Oscura, per sottolineare la sua natura sconosciuta e non legata alla massa.
L’approccio scientifico ci impone di cominciare dalle osservazioni per capire come spiegare questo fenomeno. La prima cosa è capire la velocità relativa di espansione delle Galassie per quantificare questa forza repulsiva. In realtà quest’osservazione è relativamente facile da fare. Se andiamo dall’elettricista e compriamo una lampadina, e la mettiamo in un punto qualsiasi dell’Universo, saremo facilmente in grado di dire a che distanza si trova da noi.
Questo perché conosciamo la quantità di luce emessa dalla lampadina, essendo tra le sue caratteristiche di fabbrica. Esiste un tipo di stelle Supernovae, chiamate Supernovae di Tipo IA, che si comportano così. Hanno cioè una luminosità intrinseca, “di fabbrica”, e quindi osservando la loro luminosità “apparente” dalla Terra possiamo dire in che posizione si trovano e a che velocità stanno viaggiando. Per questa loro caratteristica queste supernovae vengono definite “standard candles”, cioè candele sandard. Il risultato delle osservazioni di queste supernove è estremamente interessante: come mostrato nel grafico qui a fianco i dati concordano estremamente bene con la teoria di un universo “piatto” ma con una “spinta espansionistica” dovuta alla presenza di energia oscura.
Questo si nota particolarmente a distanze più ravvicinate a noi (asse x nel grafico) dove le barre di errore sono molto più piccole. Sembra quindi che l’energia Oscura esista, anche se ancora non si sa spiegarne la natura. Forse ne sapremo di più quando il satellite SNAP verrà lanciato e sarà pronto per racogliere dati…
Nel frattempo possiamo chiederci se queste osservazioni sono compatibili con una visione come quella di Mass Effect. A parte l’osservazione della natura repulsiva dell’energia oscura, non sembrano esserci molte possibilità che Mass effect si avveri. Sebbene l’energia oscura permei l’Universo in ogni suo punto, non ha una forza sufficiente da poter creare gli effetti che si vedono nel videogame (per fortuna!) , ma almeno nei videogiochi, è divertente pensare di avere dei superpoteri!
Fonti: Scientific American, startswithabang
