I 10 problemi principali con il viaggio interstellare

Le stelle sopra di noi sono una bellezza che gli uomini hanno modellato intere mitologie intorno. Sono veramente uno spettacolo da vedere, e ora che abbiamo esteso la nostra portata alla luna, la naturale evoluzione è che potremmo voler viaggiare verso le stelle. Questo viaggio è una parte fondamentale di innumerevoli storie e film di fantascienza, e molti potrebbero avere l'impressione che il viaggio interstellare sia un compito facile, forse proprio dietro l'angolo per l'arguzia dell'uomo. Purtroppo, ci sono alcuni gravi problemi che devono essere affrontati per primi.

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Più veloce della luce

Molte storie includono spiegazioni insensate su come sia possibile viaggiare più velocemente della luce. La realtà è che la fisica lo impedisce. Non ci sono trucchi. Anche i viaggi ravvicinati portano a tutti i tipi di problemi relativistici interessanti che coinvolgono massa ed energia. La nostra unica possibilità è usare i portali wormhole. Tale wormhole dovrebbe essere attentamente controllato, che va oltre le nostre attuali capacità, e dovremmo in qualche modo riuscire a creare un wormhole gemello lontano dalla nostra destinazione desiderata, che potrebbe richiedere a qualcun altro dall'altra parte. Avere bisogno di qualcun altro prima non è fattibile per il primo volo interstellare. Peggio ancora, gli effetti fisici del viaggio attraverso un tunnel spaziale permanente o semipermanente si deformerebbero e distruggerebbero qualsiasi questione. Arriveresti a destinazione come un plasma.

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Teletrasporto

Il classico teletrasporto coinvolge una persona che attiva un dispositivo e scompare solo per riapparire contemporaneamente a destinazione. Questo non è così semplice come sembra. Gli atomi della persona teletrasportata vengono smontati nella macchina del teletrasporto, trasferiti fisicamente a destinazione e ricomposti. Il riassemblaggio da solo richiede che una macchina sia già nel luogo, poiché ci sono leggi fisiche che non ci permettono di manipolare la materia a un livello così sottile sulle enormi distanze tra le stelle. Quindi il teletrasporto potrebbe riguardare solo luoghi che erano già stati visitati. Il riassemblaggio ci sta attualmente oltre, ma potrebbe essere possibile. Gli atomi dovrebbero comunque viaggiare verso un'altra stella, che potrebbe essere più veloce di un viaggio come corpo, ma richiederebbe comunque almeno anni. La stella più vicina al sole è a quattro anni luce di distanza, quindi qualsiasi cosa spedita richiederebbe più di quattro anni per arrivarci. In alternativa, la macchina di rimontaggio potrebbe avere una riserva di atomi da cui assemblare la persona, ma in pratica si tratta di creare una copia e distruggere l'originale. Molte persone non sarebbero a proprio agio con questo.

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Generazione Navi

Se un viaggio più veloce della luce è impossibile o poco pratico, potremmo guardare verso le navi di generazione. Anche se la nostra stella più vicina ha bisogno di luce solo per quattro anni, gli oggetti pesanti richiederebbero molto più tempo. La maggior parte delle stelle impiegherebbe centinaia di anni per raggiungere almeno. Le navi di generazione sono progettate affinché una popolazione viva per generazioni fino a quando la discendenza non viene raggiunta dai discendenti molti anni dopo. Ci sono diversi problemi con una nave di generazione. I discendenti potrebbero dimenticare lo scopo originale della missione mentre sfuma nella leggenda nel corso degli anni. Un sistema informatico progettato in modo intelligente potrebbe essere in grado di educare le persone nate sulla nave per evitarlo, ma diventa sempre più difficile prevedere cosa potrebbe accadere mentre passano le generazioni. Se c'è un problema con la nave, una popolazione che è caduta in ferocia nel corso dei secoli sarà indifesa.

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Uova d'uovo

Per rimuovere la maggiore incertezza possibile nelle navi di generazione, si potrebbero usare le navi uovo. Questi porterebbero uova umane fecondate congelate che sarebbero nutrite da macchine attentamente progettate, che agiscono come grembi, genitori ed educatori. Le uova sarebbero cresciute in esseri umani una volta raggiunta la stella o il pianeta lontano, e i computer avrebbero insegnato loro tutto ciò di cui avevano bisogno per sapere della loro missione, come sopravvivere e cosa fare. Progettare macchine che danno cure che non ostacolerebbero emotivamente i nuovi esseri umani è al di sopra di noi al momento, ma forse non è impossibile in futuro. Tuttavia, come la nave di generazione, un portauovo non aiuta l'individuo che vuole viaggiare verso le stelle se stesso. Attendere che gli umani cresciuti artificialmente per vivere il sogno di raggiungere le stelle molto tempo dopo essere morto è inaccettabile per molte persone.

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Longevità

Un'alternativa a una nave di generazione è quella di migliorare geneticamente le persone a vivere per centinaia o migliaia di anni in modo da poter compiere il viaggio nella loro vita, assumendo che gli attuali problemi di vita nello spazio siano stati risolti. La longevità e l'immortalità sono entrambi oggetto di molte ricerche scientifiche, ma il loro più grande ostacolo sono i telomeri. I telomeri sono sezioni alle estremità del tuo DNA che vengono tagliate leggermente più corte ogni volta che le cellule si dividono. Alla fine le lunghezze dei telomeri vengono consumate e le tue cellule iniziano a danneggiare il loro DNA vitale mentre si dividono. Ciò significa che il nostro DNA limita il numero di divisioni cellulari che possiamo creare. Le cellule si dividono per sostituire le cellule vecchie o danneggiate, come quando si spazzola la pelle su qualcosa o la costante sostituzione delle cellule del rivestimento dello stomaco a causa dell'alta acidità nello stomaco. La risposta sembra essere nel mantenere i telomeri a lungo, ma generalmente le uniche cellule adulte che possono farlo sono cancerose.

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Stasi

Quando la longevità e l'uso di un'altra generazione non sono possibili, molti film e storie usano umani tenuti in animazione sospesa per spiegare i lunghi viaggi. La gente non sarebbe in grado di invecchiare in tale stato, o invecchierebbe molto lentamente, e sarebbe molto simile all'ibernazione. Sfortunatamente, i telomeri presentano nuovamente un problema. I nostri corpi contengono sempre un piccolo numero di elementi radioattivi. Questi emettono piccole quantità di radiazioni, che sono innocue perché le nostre cellule sostituiscono continuamente quelle danneggiate.Se una persona non invecchia in stasi, i suoi telomeri non possono accorciarsi e quindi le loro cellule non possono dividersi. Ne consegue che tutti gli elementi radioattivi causerebbero danni permanenti al corpo, e se dato abbastanza tempo, potrebbe causare la morte. Anche l'invecchiamento lento non starebbe al passo con i danni radioattivi per lunghi periodi di tempo. Abbiamo bisogno che le nostre cellule si dividano a un ritmo normale.

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Propulsione

Anche se i problemi umani di viaggiare verso altre stelle sono stati risolti, rimane il problema della propulsione. Un sistema tradizionale comporta la combustione di carburante o la massa di reazione, ma per raggiungere un'altra stella, sarebbero necessarie quantità immateriali. Una soluzione è quella di raccogliere carburante lungo la strada. Nello spazio tra le stelle, non ci sono asteroidi e pianeti convenienti su cui atterrare e il mio per il carburante. Fortunatamente, lo spazio non è un vero e proprio vuoto, e esistono piccoli atomi sparsi molto lontano, per lo più idrogeno. Andando a una velocità elevata, questi atomi potevano essere raccolti e utilizzati a combustibile in una reazione efficiente come la fusione (presumendo che un giorno avremmo ottenuto la fusione). Per raccoglierli è necessario un enorme scoop, ei calcoli conservativi lo collocano in un'area di almeno 2000 km quadrati, che paralizzerebbe la nave con la sua resistenza e limiterebbe la velocità ad essere più lento dello shuttle spaziale. Questo sistema è anche calcolato per essere terribilmente inefficiente e non fattibile considerando che il nostro sole è collocato in una regione sparsa di spazio, fornendo una scarsa fonte di carburante.

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Danno

Le nostre stelle più vicine sono Alpha Centauri, a quattro anni luce di distanza. Viaggiando alla velocità standard della vettura, 60 km / h, ci vorrebbero 72 milioni di anni. Anche superando tutti gli argomenti di cui sopra, un tale lasso di tempo è impossibile a causa della naturale usura e del decadimento, per non parlare della probabilità quasi zero di arrivare a tutti dopo un tempo così lungo. La velocità è necessaria, anche se limitata dalla velocità della luce. A causa dei minuscoli atomi disseminati nello spazio, qualsiasi nave che viaggia a velocità verrà colpita da essi con tale forza da strappare anche l'acciaio più forte. Piccoli spilli che attraversano una nave non sono certo una buona cosa. Restano due opzioni: gli uomini o le macchine attaccano costantemente il danno, il che richiederebbe l'impiego di quantità imprecise di materiale di riparazione, oppure la nave è fatta di materiale elastico che si autoalimenta. La buona notizia è che la NASA ha svolto ricerche su tali materiali. La cattiva notizia è che non li ritengono fattibili.

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Gravità

La struttura dei nostri corpi dipende in realtà dalla gravità. Quando gli umani non vivono nella normale gravità terrestre, i nostri corpi cominciano a soffrire. Dopo alcune settimane o mesi, le nostre ossa diventano fragili e i nostri muscoli si affaticano, con effetti a lungo termine molto più spiacevoli. Questi possono essere combattuti in qualche modo con vari esercizi e diete, ma dopo anni o decenni nello spazio il corpo umano diventa permanentemente danneggiato. Anche per voli relativamente brevi, la vista si deteriora così tanto che la NASA ritiene che sia necessario superare un confine importante prima di intraprendere missioni con equipaggio su Marte. Piuttosto che vivere in assenza di gravità, l'accelerazione dalla gravità può essere indotta ruotando rapidamente l'astronave. Sfortunatamente, ciò richiede enormi quantità di energia e carburante e provoca nausea a breve termine. Gli effetti a lungo termine non sono stati studiati ma sono considerati poveri.

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Cibo, aria e acqua

Ogni essere umano che vive su una nave per lunghi periodi di tempo ha bisogno del supporto vitale. Hanno bisogno di mangiare, bere, respirare, urinare, espellere, lavare e dormire. Molti di questi sono stati affrontati in voli spaziali già realizzati. Tuttavia, nei viaggi più lunghi, la quantità di cibo e acqua necessaria diventa troppo grande per essere presa. La soluzione più probabile è trasformare la nave in un ecosistema autosufficiente. Le piante possono produrre aria, essere mangiate e consumare rifiuti umani. Qualsiasi ecosistema è leggermente inefficiente, ma potrebbe comunque mantenersi abbastanza a lungo per raggiungere la destinazione. Le apparecchiature della nave decaderebbero gradualmente dai vari gas riciclati, ma una manutenzione intelligente o nuovi materiali potrebbero aggirare questo problema. Il sistema più efficiente coinvolgerebbe una singola pianta. Le alghe sono state molto studiate per il loro potenziale, con lo spirspiralingae che veniva osservato più da vicino. Avrebbe cura di aria, rifiuti e cibo. Non è una fonte completa di nutrizione in sé e diventa tossica se contaminata o consumata in grandi quantità, ma l'ingegneria genetica potrebbe cambiarla in futuro.