May the 4th be with you
La fisica per lo “Star Wars Day”
di Pierdomenico Memeo
- Materie coinvolte: Fisica
“Non hai mai sentito nominare il Millennium Falcon?
È la nave che ha fatto la rotta di Kessel in meno di dodici parsec!”
Han Solo (“Guerre Stellari”)
Il 25 maggio 1977 usciva per la prima volta al cinema “Guerre Stellari”: la pellicola fu proiettata in sole 32 sale in tutti gli Stati Uniti, ma da quel giorno il cinema non fu mai più lo stesso.
Critici e appassionati discutono da anni se la saga possa essere classificata come fantascienza, fantasy spaziale, o altri generi di narrativa fantastica: la risposta, come per tutte le classificazioni letterarie, non è ovvia e dipende dalle opinioni personali. In ogni caso, l’ambientazione spaziale rende importanti alcuni aspetti scientifici della saga, e il suo successo la rende un ottimo veicolo per parlare di scienza a un pubblico vasto ed eterogeneo oppure a varie fasce d’età.
Per questo, in occasione dello “Star Wars Day”, la giornata dedicata alla saga che si festeggia il 4 maggio, molte sono le iniziative per raccontare la scienza di Guerre Stellari. La data del 4 maggio è stata scelta per l’assonanza, in inglese, della formula “May the Force be with you” (“Che la Forza sia con te”) con “May, the 4th” (“Maggio, il quarto [giorno]”), il modo utilizzato in inglese americano per indicare la data del 4 maggio.
Critici e appassionati discutono da anni se la saga possa essere classificata come fantascienza, fantasy spaziale, o altri generi di narrativa fantastica: la risposta, come per tutte le classificazioni letterarie, non è ovvia e dipende dalle opinioni personali. In ogni caso, l’ambientazione spaziale rende importanti alcuni aspetti scientifici della saga, e il suo successo la rende un ottimo veicolo per parlare di scienza a un pubblico vasto ed eterogeneo oppure a varie fasce d’età.
Per questo, in occasione dello “Star Wars Day”, la giornata dedicata alla saga che si festeggia il 4 maggio, molte sono le iniziative per raccontare la scienza di Guerre Stellari. La data del 4 maggio è stata scelta per l’assonanza, in inglese, della formula “May the Force be with you” (“Che la Forza sia con te”) con “May, the 4th” (“Maggio, il quarto [giorno]”), il modo utilizzato in inglese americano per indicare la data del 4 maggio.
La Forza
Proprio la “Forza” è uno degli aspetti della saga di Guerre Stellari che spesso viene osservato con occhio scientifico. All’interno della narrazione, la forza viene descritta come un’energia mistica o spirituale, ma che brandita dai cavalieri Jedi, i monaci guerrieri intorno ai quali si sviluppa la storia, ha effetti apparenti nella realtà, dalla capacità di sollevare o spostare oggetti a distanza, all’incremento di capacità atletiche come potenza, velocità, o riflessi, fino alla comunicazione mentale e alla preveggenza del futuro.
Nel film originale, la Forza viene definita come “un campo energetico creato da tutte le cose viventi”. Questo sembra indicare un’origine biologica: infatti, nella seconda trilogia, la sua manifestazione viene collegata alla presenza negli organismi viventi di forme di vita chiamate "midi-chlorian" che rendono possibile la percezione della Forza da parte degli esseri viventi. Questa descrizione è probabilmente ricalcata sulla presenza e sulla funzione dei mitocondri, organuli all’interno delle cellule nei quali avviene la respirazione cellulare e che funzionano quindi come “centrali energetiche” delle cellule. Una teoria ormai sufficientemente accettata indica come questi organuli siano il risultato di una simbiosi tra due organismi viventi, un organismo unicellulare eucariota che ha inglobato al suo interno un organismo unicellulare procariota capace di utilizzare l’ossigeno per il suo metabolismo, portando ad una situazione di vantaggio per entrambi. Con il tempo, la cellula procariota avrebbe perso la sua autonomia e si sarebbe trasformata nel mitocondrio, fornendo energia alla cellula più grande: questa prende il nome di teoria endosimbiotica.
Nel film originale, la Forza viene definita come “un campo energetico creato da tutte le cose viventi”. Questo sembra indicare un’origine biologica: infatti, nella seconda trilogia, la sua manifestazione viene collegata alla presenza negli organismi viventi di forme di vita chiamate "midi-chlorian" che rendono possibile la percezione della Forza da parte degli esseri viventi. Questa descrizione è probabilmente ricalcata sulla presenza e sulla funzione dei mitocondri, organuli all’interno delle cellule nei quali avviene la respirazione cellulare e che funzionano quindi come “centrali energetiche” delle cellule. Una teoria ormai sufficientemente accettata indica come questi organuli siano il risultato di una simbiosi tra due organismi viventi, un organismo unicellulare eucariota che ha inglobato al suo interno un organismo unicellulare procariota capace di utilizzare l’ossigeno per il suo metabolismo, portando ad una situazione di vantaggio per entrambi. Con il tempo, la cellula procariota avrebbe perso la sua autonomia e si sarebbe trasformata nel mitocondrio, fornendo energia alla cellula più grande: questa prende il nome di teoria endosimbiotica.
D’altra parte, la descrizione della Forza come un “campo energetico” sembra indicare un legame con le discipline fisiche, in particolare la fisica dei campi e l’astrofisica. Negli ultimi decenni, la ricerca scientifica ha infatti rivelato che il comportamento della materia è influenzato dalla presenza di campi quantistici, come il campo di Higgs, la cui esistenza dà origine al meccanismo che conferisce la massa delle particelle: così come la Forza “dona a Jedi la possanza”. La presenza di una Forza che “ci circonda, ci penetra, tiene unita tutta la galassia” sembra invece portare l’attenzione verso l’astrofisica con l’ipotesi della materia oscura, una forma di materia diversa da quella che ben conosciamo, la cui presenza diventa necessaria per spiegare il comportamento delle strutture su grande scala, dalle curve di rotazione delle galassie alla formazione degli ammassi e superammassi di galassie.
Infatti, in maniera molto suggestiva, l’astrofisica prevede l’esistenza di una materia normale, che costituisce le stelle, le polveri, il gas interstellare, e tutti gli oggetti celesti che possiamo osservare in virtù del fatto che gli atomi di cui sono composti interagiscono con la radiazione elettromagnetica, secondo le leggi della fisica che ben conosciamo. Ma in più, la cosmologia recente necessita di una componente oscura: composta da una materia oscura, che come abbiamo visto spiega il comportamento delle strutture a grande scala, e un’energia oscura, che invece descrive il comportamento stesso dell’Universo, con la sua espansione in continua accelerazione. Secondo la filosofia dei Jedi, la Forza può essere canalizzata grazie alla disciplina e alla devozione ai principi della pace, dell’armonia, e del distacco dai legami terreni. Esiste tuttavia un Lato Oscuro della Forza, un’energia negativa che conferisce a chi la usa grande potere, ma si nutre di emozioni intense come rabbia, paura, odio, e desiderio. Ovviamente nulla di tutto questo ha alcuna attinenza con la scienza, ma per chi ha familiarità con la saga la suggestione è certamente significativa.
Infatti, in maniera molto suggestiva, l’astrofisica prevede l’esistenza di una materia normale, che costituisce le stelle, le polveri, il gas interstellare, e tutti gli oggetti celesti che possiamo osservare in virtù del fatto che gli atomi di cui sono composti interagiscono con la radiazione elettromagnetica, secondo le leggi della fisica che ben conosciamo. Ma in più, la cosmologia recente necessita di una componente oscura: composta da una materia oscura, che come abbiamo visto spiega il comportamento delle strutture a grande scala, e un’energia oscura, che invece descrive il comportamento stesso dell’Universo, con la sua espansione in continua accelerazione. Secondo la filosofia dei Jedi, la Forza può essere canalizzata grazie alla disciplina e alla devozione ai principi della pace, dell’armonia, e del distacco dai legami terreni. Esiste tuttavia un Lato Oscuro della Forza, un’energia negativa che conferisce a chi la usa grande potere, ma si nutre di emozioni intense come rabbia, paura, odio, e desiderio. Ovviamente nulla di tutto questo ha alcuna attinenza con la scienza, ma per chi ha familiarità con la saga la suggestione è certamente significativa.
[Crediti: ESO/L. Calçada]
Spade laser e salti nell’iperspazio
“Questa è l’arma dei cavalieri Jedi.
Non è goffa o erratica come un fulminatore.
È elegante, invece, per tempi più civilizzati”
Obi-Wan Kenobi (“Guerre Stellari”)
La Forza, con le sue suggestioni biologiche e astrofisiche, non è l’unico aspetto della saga di Guerre Stellari che è possibile sottoporre a uno sguardo scientifico. Per viaggiare attraverso la galassia nella quale sono ambientati gli eventi, per esempio, i protagonisti hanno bisogno di modi per viaggiare a velocità superiori a quelle della luce; pena, in caso contrario, di andare incontro a viaggi di una durata come minimo millenaria, difficilmente compatibili con lo svolgimento della trama.
A questo scopo, come in molte altre storie di fantascienza, vengono utilizzati sistemi che permettono di superare i limiti della Relatività Ristretta: nell’universo di Guerre Stellari, questi sistemi di propulsione sono capaci di far compiere alle astronavi quelli che vengono chiamati “salti nell’iperspazio”: spostamenti che permettono di coprire distanze spaziali in tempi rapidissimi sfruttando “dimensioni ulteriori” al di fuori dello spazio normale.
Il funzionamento di questi sistemi di propulsione non è mai approfondito in maniera esplicita, ma ciò non toglie che molti appassionati (tra cui molti scienziati) si siano divertiti a cercare di spiegare su quali potrebbero essere i meccanismi alla base di questo effetto.
A questo scopo, come in molte altre storie di fantascienza, vengono utilizzati sistemi che permettono di superare i limiti della Relatività Ristretta: nell’universo di Guerre Stellari, questi sistemi di propulsione sono capaci di far compiere alle astronavi quelli che vengono chiamati “salti nell’iperspazio”: spostamenti che permettono di coprire distanze spaziali in tempi rapidissimi sfruttando “dimensioni ulteriori” al di fuori dello spazio normale.
Il funzionamento di questi sistemi di propulsione non è mai approfondito in maniera esplicita, ma ciò non toglie che molti appassionati (tra cui molti scienziati) si siano divertiti a cercare di spiegare su quali potrebbero essere i meccanismi alla base di questo effetto.
La storia di Guerre Stellari, come dice il titolo, è una storia di conflitti, e per combattere le battaglie tra l’Impero e i Ribelli, tra la Repubblica e i Separatisti, o semplicemente tra contrabbandieri spaziali e cacciatori di taglie, sono necessarie armi fantascientifiche.
Tra queste, l’arma più iconica di tutta la saga sono certamente le spade laser: armi da combattimento corpo a corpo costituite da un lama di energia emessa da un’elsa metallica che contiene la fonte di energia e un cristallo emettitore. La lama è descritta come un fascio di plasma confinato all’interno di un campo di forza. Estremamente potenti sia come armi offensive che difensive, nelle mani esperte dei cavalieri Jedi sono in grado di fondere e tagliare senza sforzo qualunque materiale, e perfino di deviare raggi laser e proiettili.
Anche in questo caso, può essere affascinante analizzare la descrizione e il funzionamento della tecnologia dell’universo di Guerre Stellari alla ricerca di spiegazioni basate sulla fisica reale. Lo Star Wars Day può diventare quindi un'occasione di approfondimento scientifico, e un modo diverso di parlare di scienza in classe.
Tra queste, l’arma più iconica di tutta la saga sono certamente le spade laser: armi da combattimento corpo a corpo costituite da un lama di energia emessa da un’elsa metallica che contiene la fonte di energia e un cristallo emettitore. La lama è descritta come un fascio di plasma confinato all’interno di un campo di forza. Estremamente potenti sia come armi offensive che difensive, nelle mani esperte dei cavalieri Jedi sono in grado di fondere e tagliare senza sforzo qualunque materiale, e perfino di deviare raggi laser e proiettili.
Anche in questo caso, può essere affascinante analizzare la descrizione e il funzionamento della tecnologia dell’universo di Guerre Stellari alla ricerca di spiegazioni basate sulla fisica reale. Lo Star Wars Day può diventare quindi un'occasione di approfondimento scientifico, e un modo diverso di parlare di scienza in classe.
Proposta di attività per la classe:
Tanto tempo fa, in una galassia lontana lontana
La proposta di attività consiste in un lavoro a gruppi o personale, a seconda del livello di approfondimento che si intende dare. Il suggerimento è di svolgere il lavoro in occasione dello Star Wars Day, nella giornata del 4 maggio o in una data vicina, e di renderlo un momento di condivisione e di intrattenimento per la classe.
Ogni gruppo/studente sceglie (o viene loro assegnato) un elemento scientifico o tecnologico relativo alla saga di Guerre Stellari. Il lavoro consiste nel cercare informazioni online sulla descrizione del funzionamento di questo elemento, e di costruire un approfondimento sugli aspetti impossibili alla luce delle conoscenze scientifiche attuali. Questo renderà il lavoro più divertente e stimolante, una “caccia all’errore” per trovare il maggior numero possibile di errori scientifici nella saga di Guerre Stellari.
Ogni gruppo/studente sceglie (o viene loro assegnato) un elemento scientifico o tecnologico relativo alla saga di Guerre Stellari. Il lavoro consiste nel cercare informazioni online sulla descrizione del funzionamento di questo elemento, e di costruire un approfondimento sugli aspetti impossibili alla luce delle conoscenze scientifiche attuali. Questo renderà il lavoro più divertente e stimolante, una “caccia all’errore” per trovare il maggior numero possibile di errori scientifici nella saga di Guerre Stellari.
Sitografia
Bibliografia
La scienza di Guerre Stellari
Dal Millennium Falcon alla spada laser, cosa è “fanta” e cosa è “scienza”
Luca Perri
Rizzoli (2021)
ISBN: 9788817145961
La scienza di Star Wars
Cosa c’è dietro la Forza, l'iperspazio, i salti a velocità luce e le spade laser?
Mark Brake e John Chase
Apogeo (2023)
ISBN: 9788850336838
La scienza della fantascienza
Renato Giovannoli
Bompiani (2001)
ISBN: 9788845250156
Dal Millennium Falcon alla spada laser, cosa è “fanta” e cosa è “scienza”
Luca Perri
Rizzoli (2021)
ISBN: 9788817145961
La scienza di Star Wars
Cosa c’è dietro la Forza, l'iperspazio, i salti a velocità luce e le spade laser?
Mark Brake e John Chase
Apogeo (2023)
ISBN: 9788850336838
La scienza della fantascienza
Renato Giovannoli
Bompiani (2001)
ISBN: 9788845250156
