Relatività - Possibile soluzione al Secondo Problema

Proviamo ora a trattare una possibile idea per aggirare il vincolo imposto dal principio Causa-Effetto nei viaggi FTL.

Si consideri una certa area di spazio, di forma quadrata di lato 1 anno luce, una zona speciale che risulta essere relativamente stazionaria rispetto alla Terra, al Sole, ecc. Così, tale zona ha un sistema di riferimento che è praticamente lo stesso riferimento del nostro sulla Terra. Supponiamo ora di essere in grado di manipolare la struttura di tale zona, manipolazione che chiameremo curvatura. Quando tale curvatura è stata realizzata, si è scoperto che tale zona ha una speciale proprietà. Un osservatore dentro questa zona di curvatura può viaggiare ad una qualunque velocità rispetto al campo senza che il suo sistema di riferimento vari da quello della zona circostante (abbiamo visto precedentemente che nello spazio normale tale fenomeno è impossibile, ma al nostro osservatore in tale spazio modificato, questo non interessa).

Per aiutarvi a capire questo fenomeno, consideriamo un semplice esempio. Considerate due navi, A e B, che si muovono nello spazio normale ma nella zona di curvatura. Ad un certo punto, la nave A modifica lo spazio per produrre uno spazio curvatura. La nave ora viaggia nello spazio modificato ad una velocità di 0,999 anni luce per anno. Ciò significa che se la nave è partita da un estremo della regione, per raggiungere l'altro estremo impiega 1,001001 anni (ovvero 1 anno luce diviso 0,999 anni luce per anno). Ora, se A avesse viaggiato a tale velocità nello spazio normale, il suo tempo sarebbe stato rallentato di un fattore pari a 22,4 rispetto al tempo di B. In tal caso, per A il viaggio sarebbe durato solamente 16,3 giorni. Utilizzando lo spazio curvatura siamo invece riusciti a mantenere costante il sistema di riferimento durante l'intero viaggio, così anche per l'osservatore in A, il viaggio è durato 1,001001 anni.

Ora cambiamo una caratteristica di tale zona curvatura. Supponiamo che tale zona si estenda in tutto lo spazio che siamo in grado di osservare. Grazie a questo metodo, lo spazio curvatura diventa un mezzo per viaggiare in tutto lo spazio conosciuto.

La ragione più importante per considerare questo come un mezzo per viaggiare, in un racconto di fantascienza, è che permette di conservare il principio di causa-effetto. In pratica andando ad effettuare una analisi simile a quelle effettuate in precedenza si osserva come un osservatore, per quanto sia in grado di inviare un segnale ad una velocità infinitamente alta, non sarà mai in grado di fare in modo che il messaggio raggiunga l'altro osservatore "nel passato". Nel quadro di riferimento del secondo osservatore è possibile in linea teorica inviare un segnale istantaneo, ma per il primo osservatore non potrebbe avere velocità infinita. Così in base a questa considerazione, la causalità è preservata.

Molti esempi possono essere immaginati al fine di dimostrare come i viaggi FTL (in situazione normale) debbano violare il principio di causa effetto, ma con l'utilizzo del nuovo Campo introdotto sono tutte facilmente riconducibili ad un rispetto della causalità.

Allora questa è la soluzione perfetta ove sono possibili i viaggi FTL senza alcun effetto secondario che li rende logicamente impossibili? Allora ciò significa che i viaggi FTL sono realtà in Star Trek e dobbiamo accettare l'idea che il Subspazio/Curvatura introduce un sistema di riferimento speciale? Ecco, non proprio. Esiste ancora un piccolo problema che coinvolge una idea di base della Relatività.

Abbiamo detto che un osservatore usando questo speciale modo per spostarsi, conserverà sempre il sistema di riferimento del campo. Questo significa che il suo sistema di riferimento non cambia rispetto alla sua velocità, e il viaggio all'interno del Subspazio non obbedisce alla relatività einsteiniana. A prima vista questo non sembra poi così preoccupante, potrebbe sembrare un compromesso cui un tipo di fantascienza intelligente, come è quella di Star Trek, è obbligata a sottostare. Ma cosa succede quando un osservatore mentre viaggia nello spazio curvatura, guarda ciò che lo circonda, il mondo esterno? Prima di poter ipotizzare quali sono le conseguenze di questo, ricordiamoci perché è necessario che il sistema di riferimento cambi rispetto alla velocità che un certo osservatore possiede. Abbiamo ritenuto che le leggi della fisica siano invarianti per ogni osservatore inerziale. È stato dimostrato che se leggi dell'elettrodinamica sembrano le stesse per ogni osservatore inerziale, allora la velocità di propagazione di un'onda elettromagnetica deve essere la stessa per tutti gli osservatori. Questo implica allora che differenti osservatori inerziali abbiano diversi sistemi di riferimento. Ora passando ai viaggi FTL e allo spazio curvatura, due osservatori che si muovono a velocità diverse al di sopra della luce non percepiranno la luce avere la stessa velocità. Quindi se si osserva un evento di natura elettromagnetica dal subspazio si percepiranno come diverse le leggi che governano tale fenomeno rispetto a quelle nello spazio normale.

Forse questo non rappresenta un così grande problema. Si potrebbe pensare che ciò che vediamo dallo spazio curvatura, non stia in effetti avvenendo nello spazio reale, ma sia causato dalla interazione tra spazio normale e subspazio. I computer potrebbero compensare tali effetti e mostrare sugli schermi ciò che sta in realtà avvenendo. Non pretendo in ogni caso che questo suoni come una spiegazione. Diciamo piuttosto che è un problema di cui non è importante disquisire ma è facilmente risolvibile.