mercoledì 2 agosto 2017

La forza di gravità nei film di fantascienza

In genere non ci si aspetta che i film di fantascienza rispettino per filo e per segno le leggi della fisica. Anche se a volte si spacciano per rispettosi delle leggi della natura, quasi sempre commettono perdonabili svarioni. Ma c'è un aspetto delle leggi fisiche su cui in genere sorvolano alla grande: la forza di gravità. Questo articolo vuole prendere in esame i vari svarioni che si vedono nei film di fantascienza in questo campo. Essendo periodo di vacanze, può essere certamente di spunto per interessanti chiacchiere con i vicini di ombrellone, che - si sa - amano molto discutere di fisica Newtoniana durante le ferie, specialmente nelle ore più calde.

Uno svarione tipico è quando i protagonisti del film atterrano su qualche pianeta sconosciuto, e la forza di gravità sul pianeta è tale che si muovono come se fossero sulla Terra. Questo avviene perché, suppongo, è tecnicamente difficile simulare nei filmati una forza di gravità diversa da quella terrestre senza usare computer graphics. A questo proposito quelli che ritengono che i filmati dello sbarco sulla luna sono un fake dovrebbero chiedersi come mai, se 50 anni fa, senza computer graphics, era veramente così facile come dicono realizzare filmati credibili con una forza di gravità 6 volte inferiore a quella terrestre (quella della luna), adesso la quasi totalità dei film di fantascienza glissa ancora su questo aspetto.

Infatti il problema è che la forza di gravità (per essere precisi l'accelerazione di gravità) sulla superficie di un pianeta dipende (è proporzionale) dalla massa totale del pianeta e dall'inverso del suo raggio al quadrato (e questo incidentalmente esclude a priori che la terra sia piatta, il nuovo trend dell'estate fra i "non ce lo vogliono far sapere"). Se la massa del pianeta aumenta, la forza di gravità sulla superficie è proporzionalmente maggiore, ma se aumenta il suo raggio la stessa forza decresce con quadrato del raggio. Pianeti con la stessa densità media hanno accelerazioni di gravità in superficie proporzionali al loro raggio.

Ad esempio la Terra ha una massa di 5,97 x 10^24 Kg e un raggio di circa 6300 Km. Il risultato è un'accelerazione di gravità che è, sulla superficie, di circa 9.8 m/s^2, il famoso "g". Ovvero se un corpo viene lasciato cadere (trascurando l'attrito dell'aria), cade aumentando la sua velocità di caduta di 9.8 m/s ogni secondo di caduta.

Se fossimo sulla Luna, l'accelerazione di gravità sarebbe solo di 1,6 m/s^2, cioè appena 0,16 g. Ed ecco perché gli astronauti saltavano leggiadri nei filmati dell'epoca! Questo perché la massa della luna è 89 volte inferiore a quella della Terra, e il suo raggio è oltre 4 volte più piccolo. Se fossimo su Marte, essendo la sua massa circa un nono di quella della Terra, e il suo raggio la metà di quello del nostro pianeta, il risultato sarebbe un'accelerazione di gravità sulla sua superficie di 3.7 m/s^2, ovvero circa 0.4 g. Anche su Marte si salterebbe leggeri come Vispe Terese, ma un po' meno che sulla Luna.

Più o meno la stessa cosa succederebbe su Mercurio, mentre su Venere l'accelerazione di gravità sarebbe solo il 10% inferiore a quella sulla Terra. Su Giove invece, il pianeta più grande, peseremmo quasi 2 volte e mezzo che sulla Terra. Ma il fatto che sia più grande di per se non vuol dire molto, perché Saturno, che è il secondo pianeta più grande del nostro Sistema Solare, un gigante rispetto alla Terra, ha un grande volume ma poca massa, tanto che la sua densità media è inferiore a quella dell'acqua. Messo in un'ipotetica vasca da bagno, Saturno galleggerebbe come una paperella. Il risultato è che sulla sua ipotetica superficie, (Saturno non ha una superficie ben definita, essendo esternamente gassoso) l'accelerazione di gravità sarebbe più o meno come su Venere, un po' meno che sulla Terra.

Insomma, il messaggio dietro questi esempi è che capitare su pianeti con la stessa accelerazione di gravità che sperimentiamo sulla superficie terrestre non è per niente facile, e anzi è generalmente molto improbabile, sebbene nei film di fantascienza l'ultimo problema che si incontra quando si atterra su un pianeta sconosciuto è la forza di gravità in superficie. Ci possono essere mostri incazzosissimi, alieni fetenti o aria irrespirabile, ma quasi sempre ci si muove come se fossimo nel nostro giardino.

L'altro aspetto controverso nei film di fantascienza è la forza di gravità che sperimentano gli abitanti di un'astronave o di una stazione spaziale durante i viaggi interstellari. Nei film di fantascienza normalmente la forza di gravità dentro le astronavi è la stessa che sulla Terra, e tutti si muovono come se fossero a casa loro. E le leggi fisiche conosciute ci dicono che questo non va bene...

Intanto chiariamo subito che non si può creare un campo gravitazionale nello spazio senza una massa che lo generi, e quindi senza un bel po' di materia, tipo un pianeta. Non è che essere tecnologicamente avanzati ci permetterebbe di modificare a piacimento la forza di gravità producendola senza avere materia a disposizione, perché qui è una questione di leggi della natura e non di tecnologia. E se la natura vuole o impedisce una cosa, non sarà la tecnologia a far avvenire il contrario.

Quindi vediamo cosa succede a un astronauta dentro un'astronave che viaggia nello spazio.

Se l'astronave si muove a motore spento, sospinta dalla sua velocità inizialmente acquisita con la spinta dei suoi motori, o grazia all'accelerazione gravitazionale terrestre o di qualunque altro corpo celeste, il risultato al suo interno è che gli astronauti "galleggiano", come siamo abituati a vedere nei vari filmati di astronauti veri nello spazio. Il motivo, descritto ad esempio qui, è legato a un perfetto bilanciamento degli effetti gravitazionali e inerziali nel sistema di riferimento dell'astronauta. Il risultato è che ci si sente "senza peso", perché sia l'astronauta che tutto il resto nell'astronave sta "cadendo" verso il pianeta che li attrae. Che questo pianeta sia la Terra, la Luna, o l'azione combinata di vari pianeti del sistema solare, o magari di una ammasso di galassie distante, è del tutto irrilevante.

In generale in un viaggio spaziale (sia quello degli astronauti verso la Luna, sia quello delle sonde verso gli altri pianeti del sistema solare) i motori dell'astronave sono sempre tenuti spenti, salvo che per effettuare piccole variazioni di direzione (altrimenti implicherebbe un uso di carburante spropositato) e quindi durante il viaggio valgono le condizioni di "assenza di gravità". Assenza di gravità tra virgolette, perché la forza di gravità c'è sempre, e anzi è responsabile del movimento dell'astronave e della "mancanza di gravità" al suo interno.

Quindi come si può fare a far sentire gli abitanti di un'astronave come se fossero sulla Terra? Attratti al pavimento come sulla Terra? Risposta: bisogna imprimere all'astronave un'accelerazione pari a 1 g, ovvero 9,8 m/s^2. Il risultato non sarà però proprio come stare sulla terra, e vediamo perché.

Per fare questo ci sono teoricamente due possibilità. La prima è in pratica irrealizzabile, e consiste nel tenere i motori sempre accesi in modo da far accelerare continuamente l'astronave con accelerazione di 1 g. Il problema è l'uso smodato di carburante che sarebbe necessario. Ammettendo che questo sia possibile, percepiremmo una spinta del pavimento dell'astronave sotto i nostri piedi che ci simulerebbe un campo gravitazionale simile a quello terrestre. Con alcune differenze importanti che vedremo nel prossimo esempio.

Il secondo modo è quello di costruire un'astronave a forma di circonferenza, e far ruotare l'astronave attorno al proprio asse di moto circolare uniforme, come avveniva in 2001 Odissea nello Spazio o in altri film del genere. In questo modo gli astronauti sperimenterebbero una "spinta" del pavimento sotto i loro piedi, pari all'accelerazione centrifuga, che vale omega^2/R, dove omega è la velocità angolare di rotazione, e R è il raggio della circonferenza lungo la quale ruoterebbe il pavimento dell'astronave. Scegliendo una velocità di rotazione e un raggio appropriati, si riuscirebbe ad avere localmente, dove si trova l'astronauta, un'accelerazione pari a g, proprio come nell'esempio precedente, ma con il vantaggio di non dover tenere motori accesi.

Immagine correlata
Un'astronave rotante. Regolando opportunamente la sua velocità di rotazione è possibile simulare (ma solo per certi aspetti), nelle sue parti esterne un'accelerazione come quella gravitazionale presente sulla terra.


Ad esempio se il raggio della circonferenza fosse 10 metri, la sua velocità dovrebbe essere tale da fare un giro completo in 6 secondi circa. Se il suo raggio fosse di 100 metri (una bella sberla di astronave!) la sua velocità dovrebbe corrispondere a 1 giro ogni 20 secondi circa. Dal punto di vista tecnico, non c'è bisogno di usare carburante per far ruotare un'astronave su se stessa, perché una volta fatta ruotare nel modo giusto (con un utilizzo appropriato dei motori) la conservazione del momento angolare, una delle leggi fondamentali della fisica, garantirebbe la perpetua rotazione dell'astronave stessa.

Ci sono però vari aspetti che renderebbero quell'accelerazione simile all'accelerazione di gravità, ma in pratica significativamente diversa dalle condizioni che si sperimentano sulla superficie terrestre, e che i film in genere ignorano.

Il primo motivo è che sulla superficie terrestre l'accelerazione di gravità è uguale in ogni punto attorno a noi. In particolare i nostri piedi e la nostra testa sperimentano in pratica la stessa accelerazione di gravità, anche se siamo alti due metri, e quindi la nostra testa è due metri più distante dei piedi rispetto al centro della Terra. Ma cosa volete che siano 2 metri rispetto al raggio della Terra, cioè più di 6000 Km! In pratica una differenza irrisoria in termini di g, pari a qualche parte su 10 milioni fra testa e piedi.

Invece su un'astronave di 10 metri di raggio la nostra testa sarà posta a poco più di 8 metri di distanza dal centro di rotazione, mentre i piedi saranno a una distanza di 10 metri. Il risultato è che mentre i nostri piedi sperimenteranno una accelerazione gravitazionale pari a g, la nostra testa sperimenterà un'accelerazione gravitazionale inferiore di quasi il 20%.

Questo implica è che il nostro corpo verrebbe stirato da testa a piedi, con seri problemi legati alla circolazione sanguigna e al funzionamento dei vari organi. Insomma, una situazione non proprio ottimale per la vita. E invece non si sentono mai gli abitanti delle astronavi dell'Impero lamentarsi per i piedi gonfi o per il sangue alla testa. Per minimizzare questo effetto sarebbe necessario costruire astronavi enormi, in modo da rendere piccola la differenza di accelerazione di gravità fra testa e piedi, diciamo inferiore all'1%, supponendo che l'1% sia sufficiente a evitare problemi fisici, cosa che francamente non so. Per rendere la differenza di accelerazione testa-piedi inferiore all'1%, assumendo la distanza testa-piedi pari a 2 metri, ci vorrebbe un'astronave di raggio almeno pari a 200 metri. Insomma, un oggettino non da poco, e tecnicamente diventerebbe un problema costruire astronavi così grandi, anche perché a quel punto l'intera struttura della stessa astronave rotante sarebbe continuamente sottoposta a stress diversi da punto a punto, con tensioni continue e rischio per le strutture.

Ma a quel punto stare in un'astronave rotante del genere ci farebbe sentire come a casa? Come si vede nei film, dove chiacchierano, bevono e cazzeggiano come se fossero in salotto? Non proprio!

Intanto il problema sorge se ci stacchiamo dal pavimento. Tipo se dobbiamo prendere i cucchiaini del servizio buono, che abbiamo messo nel ripiano alto della credenza, e facciamo un saltino per prenderli. Infatti la rotazione dell'astronave non produce affatto un campo gravitazionale, ma solo una spinta del pavimento sotto i nostri piedi pari a g. Questa spinta si propaga nel nostro corpo, e quindi, entro quell'1% che dicevamo prima, anche la nostra testa si sentirà come nel campo gravitazionale terrestre. Però se facciamo un salto, potremmo pentircene. Infatti a quel punto non ci sarà nessun campo gravitazionale a ritirarci giù verso il pavimento, e fluttueremmo nell'aria fino a sbattere sul soffitto, oppure fino a ricadere da qualche altra parte lungo la circonferenza della stazione spaziale.

Vediamo di capire perché.

Immaginiamo di lanciare una palla, o semplicemente di lasciarla cadere verso il nostro pavimento fittizio come lasceremmo cadere un vaso Ming.  Quando si lancia una palla in aria dentro un'astronave rotante come la nostra, questa non sente nessuna forza, non essendo a contatto con il pavimento, e quindi si muove in linea retta se vista da un osservatore esterno (su di lei non agisce nessuna forza, e quindi lei rispetterà il primo principio della dinamica), muovendosi con la velocità che aveva un attimo prima di essere lasciata libera. Però l'astronauta, mentre la palla è in volo, continua a ruotare ancorato al pavimento dell'astronave come se fosse in piedi, e quindi la traiettoria della palla rispetto all'astronauta potrà essere estremamente complicata e controintuitiva. Ad esempio una palla lanciata direttamente sopra la propria testa  non cadrebbe mai rispetto al pavimento, perché su di essa non agisce alcuna forza di gravità, ma arriverebbe comunque al suolo dell'astronave che nel frattempo ruota, perché andrebbe a sbattere sul bordo della circonferenza da qualche altra parte.

E se lasciamo cadere la palla? Beh, la palla non sa che deve cadere verso il pavimento, perché non ci sarà nessuna forza di gravità ad attrarla. La palla, vista da un osservatore esterno all'astronave, continuerà a muoversi con la velocità con cui si muoveva un attimo prima di essere lasciata, proseguendo in linea retta. Quindi toccherà prima o poi il pavimento in un punto che in generale sarà completamente diverso da quello sottostante a dove è stata lasciata. Come se ci sfuggisse di mano una forchetta mentre siamo in cucina, e questa ci andasse a cadere in salotto.

Qundi giocare a pallavolo in un'astronave rotante sarebbe un delirio! Per non parlare dei trapezisti da circo e dei giocolieri con le tre palline. E fare salti sarebbe ovviamente un terno al lotto, perché l'atterraggio potrebbe essere ovunque! Esempi di questi effetti strani possono essere trovati in questo link. Più in generale la discussione di questi aspetti la si può trovare qui, qui oppure qui.

C'è poi anche un altro problema. Sulla superficie terrestre, a causa del fatto che il raggio terrestre è molto maggiore delle dimensioni dei nostri ambienti, la direzione dell'accelerazione di gravità è parallela in ogni punto attorno a noi, e diretta verso il pavimento. In realtà questo non è rigorosamente vero, perché essa è sempre diretta verso il centro della Terra, e non verso il pavimento, ma per punti vicini la differenza, su un raggio terrestre di più di 6000 Km, è trascurabile. Per cui, tanto per capirci, se stiamo sdraiati a letto l'accelerazione di gravità che sperimenta la nostra testa è, ai fini pratici, assolutamente uguale e parallela a quella che sperimentano i nostri piedi, e diretta perpendicolare al pavimento.

Se invece ci troviamo in un'astronave che sta ruotando, questo non è più vero. L'accelerazione che sperimenta la nostra testa e quella che sperimentano i nostri piedi saranno entrambe dirette verso il centro di rotazione, che in questo caso è però distante solo un centinaio di metri e non 6000 e passa chilometri. Quindi le loro direzioni non saranno più parallele come sulla terra. Il risultato è che anche cercare di dormire ci provocherebbe sensazioni strane, con la forza di gravità (fittizia, perché generata dalla rotazione dell'astronave) che punterebbe in direzioni diverse a seconda dei vari punti del corpo.

Insomma, alla luce di tutte queste complicazioni nel tentare di ricreare un campo gravitazionale simile a quello della terra, si capisce perché alla fine è meglio fregarsene di tutti questi aspetti e far finta che nelle astronavi ci sia la stessa forza di gravità che sulla Terra grazie a misteriosi meccanismi che nella realtà non esistono e che non esisteranno mai.


30 commenti:

  1. Ciao, leggo spesso i tuoi articoli e li apprezzo molto.
    Volevo solo fare un commento rispetto ad una tua frase relativa alle astronavi rotanti:
    "Dal punto di vista tecnico, non c'è bisogno di usare carburante per far ruotare un'astronave su se stessa, perché una volta fatta ruotare nel modo giusto (con un utilizzo appropriato dei motori) la conservazione del momento angolare, una delle leggi fondamentali della fisica, garantirebbe la perpetua rotazione dell'astronave stessa."

    In realta' servirebbe del carburante per contrastare il lavoro esercitato dalla forza d'attrito tra le componenti rotanti e statiche dell'astronave.

    Ciao,
    Carlo

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  2. Si, certo, il discorso è valido trascurando tutti gli attriti, e è quindi ideale.

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  3. Su una stazione rotante, la testa sarebbe sottoposta ad un'accelerazione di gravità *inferiore* a quella dei piedi ;)

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  4. D'accordo per il secndo caso, ma per il primo noon dovrebbe esserci NESSUNA differenza. Mi pare sia il succo della relatività generale

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    1. La differenza non c'è localmente, cioè punto per punto un campo gravitazionale è indistinguibile da un'accelerazione tramite un'opportuna scelta del sistema di riferimento. E questo è un risultato del principio di equivalenza, che è alla base della relatività generale (il famoso ascensore di Einstein). Ma da puno a punto le due situazioni sono differenti, per i motivi descritti. E quindi macroscopicamente apparirebbero come diverse.

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  5. Scusa, probailmente sono stordito dal caldo, ma non vedo dove parli delle differenze tra gravità e astronave coi mototi accesi che accelera costantemete. Vedo solo gli esempi dell'astronave che gira e su quelli sono d'accordo al 100%

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    1. In realtà ne parlo per l'astronave che gira, e nel caso dell'astronave che accelera avevo solo detto che è uguale a un campo gravitazionale "ma con alcune differenze importanti che vedremo dopo". Hai ragione, non lo ho poi citate esplicitamente per questo caso, ma solo per la stazione rotante (quando dico che la direzione dell'accelerazione che simula g è diversa da punto a punto a quello che si avrebbe per un campo gravitazionale come quello terrestre). Erano nella mia testa e effettivamente sono rimaste un po' criptiche.

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    2. Ma nell'astronave che accelera constantemente a g, l'acelerazione è per l'appunto costantemente = g come vettore. Non cambia nulla da punto a punto. Sempre che l'astronave trasli e non anche ruoti, ovviamente. E' propio il punto fondamentale della relatività generale. Non c'è modo di distinguere i due casi perché sono la stessa cosa.
      Sempre se le mie reminescenze di fisca non sono troppo annebbiate, eh :)

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    3. La differenza è appunto non locale. Punti diversi dell'astronave hanno accelerazioniv tutte rigorosamente parallele mentre in un campo gravitazionale i vettori del campo convergerebbeto a un unico punto. In ogni singolo punto di per se una scelta appropriata del sistema di riferimento può riprodurre il campo gravitazionale in quel punto. Ma non globalmente, e in questo caso specifico è perché i vettori accelerazione sarebbero tutti paralleli fra loro, cosa che non succede in un campo gravitazionale a livello non locale.

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    4. Ah ok, in quel senso sì. Pensavo che per qualche decina di metri considerassimo paralleli anche i vettori g terrestri.

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  6. Credo che per ottenere una forza di gravita' su un'astronave basterebbe dotare gli occupanti di vestiti magnetizzati che interagissero con una parte dell'astronave anch'essa magnetica..... CALAMITE. O no ?

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    1. No, perché tutto quello che non è magnetico non sentrebbe alcuna forza. Ad esempio il sangue e tutti i nostri liquidi del corpo. Inoltre la forza magnetica di una calamita messa - mettiamo - sulle braccia, sarebbe funzione della distanza dal pavimento (anche esso magnetico), mentre l'accelerazione di gravità è ai fini pratici assolutamente costante fra testa e piedi. E resterebbe comunque il problema di lanciare oggetti in giro, perché la loro traiettoria sarebbe quella che si ha in assenza di gravità, come nelle astronavi in orbita.

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  7. non è affatto vero che nei film sf non sia mai stata simulata una gravità diversa da quella terrestre, il recente John Carter di Marte basa gran parte della sua trama sulla maggior forza che il protagonista ha proprio in virtù della gravità ridotta. Altro esempio fatto molto bene è in Armageddon - Giudizio finale, nella fase in cui i trivellatori scendono sulla superficie dell'asteroide devono fare i conti con tutta una serie di insidie connesse alla gravità molto ridotta dell'asteroide. E così via, sono innumerevoli gli esempi che si potrebbero fare, e di sicuro il cinema sf non ha alcuna difficoltà a realizzare effetti speciali che simulino alla perfezione una gravità ridotta o maggiore di quella terrestre. Certo è che spesso si ovvia alla cosa e si simulano gravità similari, ma principalmente per ragioni di copione e per la fluidità narrativa della storia che punta su altri elementi di interesse, non certo per una presunta difficoltà a realizzare effetti speciali con gravità diverse

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  8. articolo interessantissimo!
    io propongo un altra soluzione, molto sci-fi, al problema della gravità nello spazio: e se al centro di un astronave sferica (tipo morte nera) mettessimo un nucleo in cui è intrappolato un oggetto super massiccio, chessò, tipo un... buco nero?

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  9. Avevo pensato che se la superficie circolare su cui camminiamo ha una certa larghezza, muovendoci trasversalmente su di essa avremmo sperimentato anche un'accelerazione diversa dovuta al fatto che i punti più “esterni” sarebbero a una distanza maggiore dal centro .

    Però poi ho pensato che la velocità angolare sarebbe la stessa perché la ruota non gira intorno ad un punto ma intorno ad un asse e quindi l'accelerazione non cambia...

    E' così?

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    1. La velocità angolare omega è la stessa ovunque, ma l'accelerazione angolare, che è quella che simula g, dipende dalla distanza dal centro di rotazione, e vale omega^2 x R

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    2. Mi rimane un dubbio.
      Mi scuso per l'insistenza e l'imprecisione del lessico e dei concetti...

      La stazione spaziale “archetipo” di “2001 Odissea..” la si poteva concepire come una “fetta”, una sezione equatoriale di una virtuale sfera rotante o come una stretta sezione di un, virtualmente infinito, cilindro rotante.

      Nel primo caso “allargandola”, al limite otteniamo una sfera nella quale muovendoci ad esempio lungo i “meridiani” presumo dovremmo sperimentare un cambiamento di accelerazione ( al limite al polo uguale a zero), insomma una sorta di Forza di Coriolis.

      Se mi sbaglio, in cosa erro?

      Mentre mi pare più sicuro che muovendomi trasversalmente lungo il cilindro nulla cambia.

      Se non ricordo male ( è anni che non lo rivedo...) nel famoso film “2001...” il protagonista, facendo jogging, si muoveva lungo una stretta circonferenza ( qualche metro) leggermente incurvata ai bordi, suggerendo che fosse appunto una “sezione equatoriale” di una sfera.

      Mi scuso nuovamente per il linguaggio impreciso...

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    3. in 2001 odissea nello spazio l'astronave era un pezzo di cilindro. Il filmato dovrebbe essere questo.

      https://www.youtube.com/watch?v=1wJQ5UrAsIY

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  10. Per la gravità sui pianeti si potrebbe fornire una scusa/spiegazione ragionevole. Può darsi che lo sviluppo della vita intelligente avvenga solo su pianeti _estremamente_ simili alla Terra.

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  11. Riguardo l'astronave rotante. Se fai un salto, ti muovi in linea retta, ma il pavimento da cui ti sei staccato si muove di moto circolare, e ti viene incontro. In prima approssimazione (considerata l'astronave grande rispetto alle dimensioni del salto) l'effetto è praticamente indistinguibile da un salto in un campo gravitazionale.

    La differenza di gravità tra testa e piedi non crea grossi problemi. Si tratta comunque di una situazione molto più simile a quella normale terrestre di quella di assenza di gravità (in realtà di "moto in caduta libera") in cui gli astronauti vivono per mesi.

    Nella serie di libri di "The expanse" si utilizzano entrambi i sistemi. Le astronavi viaggiano ad accelerazione costante, di solito qualche decimo di g (usando un motore a razzo che espelle i prodotti di fusione del reattore con praticamente tutta l'energia tradotta in velocità), e gli asteroidi sono stati messi in rotazione per creare una accelerazione centripeta di entità simile. Ma nei film non si vedono gli effetti di questa bassa gravità se non in poche scene, con abbondante uso di computer graphics. E' decisamente troppo difficile.

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  12. Enzo Terzuoli8 agosto 2017 13:51

    A proposito dell' astronave rotante di almeno cento metri; e se usassimo due navicelle collegate con un lungo cavo o traliccio? O magari anche una sola con un contrappeso? Neil Armstrong sperimentò suo malgrado quell' effetto quando la sua capsula Gemini ed il satellite Agena a cui si era attaccato si misero a ruotare

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  13. Ciao Stefano,
    il link che hai linkato https://www.youtube.com/watch?v=im-JM0f_J7s a me sembra che dica il contrario di quanto tu affermi: cioè che la Space Station V sia il prodotto di una sceneggiatura scadente di un B-movie scritto da uno sceneggiatore scadente digiuno di scienza e non piuttosto buona hard sci-fi scritta da chi (Clarke) la scienza la conosce eccome. Ritengo che questo articolo dia una pessima visione di un grandissimo capolavoro attaccandolo in uno dei suoi punti di forza, che è quello di fare buona divulgazione scientifica: ciò che urta maggiormente è che scegli proprio la Space Station V come foto di un articolo che potrebbe benissimo intitolarsi "i peggiori svarioni dei filmetti di fantascienza che se ne fottono delle leggi della fisica": come se il capolavoro di Kubrick-Clarke fosse la madre di tutti questi filmetti scadenti. La Space Station V la tiri in ballo esplicitamente: "Il secondo modo è quello di costruire un'astronave a forma di circonferenza, e far ruotare l'astronave attorno al proprio asse di moto circolare uniforme, come avveniva in 2001 Odissea nello Spazio [...]", dopodiché nel resto dell'articolo ti prendi gioco degli scrittori di fantascienza che credono di poter simulare la gravità terrestre con stazioni spaziali orbitanti di 10 metri di diametro. Il punto è che le dimensioni contano molto per la buona qualità della simulazione e la Space Station V ha un diametro di 300 metri, ossia 30 volte quello che citi nel tuo dilettarti dei filmetti di finta hard sci-fi. Sarebbe vera gravità? No, certo. Ma con una stazione con un diametro di 300 metri ci sarebbe comunque una buona simulazione. La stazione non dovrebbe necessariamente simulare la gravità terrestre, potrebbe simulare una gravità inferiore a quella terrestre (per esempio l'80%) ed avere una velocità di rotazione inferiore. 2001 Odissea Nello Spazio resta pur sempre un film di fantascienza e qualche libertà è costretto a prendersela, su questo ci sono dubbi. Ma fior fiore di fisici e ingegneri missilistici hanno fantasticato sull'idea di costruire stazioni spaziali orbitanti, a partire da Von Braun. A me non sembra un'idea da liquidare come relegata per sempre alla peggiore letteratura. Ti saluto, con affetto - Fabrizio Bisi

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    1. Ciao Fabrizio, la figura l'ho scelta solo perché mostra un'astronave circolare. Poi sono daccordo cn te che 2001 Odissea nello Spazio è uno dei film più attenti al rispetto delle leggi fisiche. Comunque il mio era un pretesto per parlare di fisica, e mostrare come sia intrinsecamente difficile (impossibile?) simulare artificialmente la forza di gravità come sulla superficie terrestre in tutti i suoi aspetti.

      In particolare mi riferivo a in tutti quei film in cui i protagonisti che abitano un'astronave spaziale si muovono come in presenza di un campo gravitazionale, film che magari potrebbero implicitamente lasciar pensare che una qualche tecnologia a noi non nota possa simulare perfettamente il campo terrestre. Ecco, questo non è possibile. Per quanto ci si sforza, restano delle differenze concettuali che non sono eliminabili.

      Non mi pare che il filmato in questione attacchi esplicitamente 2001 Odissea nello Spazio bollandolo come un filmetto di basso livello, ma semplicemente ponga l'accento sui problemi fisici e sulle difficoltà tecniche nel realizzare una struttura sufficientemente grande.

      Comunque ho imparato in più occasioni la seguente cosa(è una battuta!): mai scherzare sui film di fantascienza coi fan di film di fantascienza!

      Ciao Stefan

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    2. NON su 2001 perlomeno, usane altri ;-D E' proprio perché noi fan di fantascienza odiamo quelli che se ne fregano delle leggi fisiche che veneriamo 2001 (o libri come "The Expanse", che ha citato Gianni, da cui è stata tratta anche una serie TV carina, non so se Gianni da estimatore del libro sarà d'accordo con me sul giudizio della serie). Comunque hai toccato un nervo dolente, come si suol dire: la scena dell'astronauta Frank Poole che si allena sulla Discovery One in rotta verso Giove facendo esercizio e una corsetta sulla circonferenza ridotta in rotazione (con un diametro ridotto di 11,5 metri che secondo i calcoli di Clarke citati nel libro dovrebbe permettere di avere una gravità ridotta simile a quella lunare con una rivoluzione ogni 10 secondi), che ho sempre visto come un esempio di ottimo cinema, contiene effettivamente molte inesattezze, cosa che hai messo bene in evidenza anche in questo articolo. Lo scopo della scena è mostrare che con una gravità ridotta gli astronauti sono costretti ad allenarsi continuamente: se pensi che libro e film sono del 1968, anno in cui non solo la ISS ma anche lo SkyLab sono di là da venire, la scena (che oggi può sembrarci normale e a un pubblico comune o non amante della buona sci-fi anche noiosa) è invece fortemente evocativa e predittiva dei tempi che verranno. Credo che con gli effetti speciali del 1968 non si potesse fare più di così: se oggi Kubrick fosse vivo e decidesse di fare un secondo film di fantascienza probabilmente deciderebbe di fare uso delle moderne tecnologie per migliorare le imprecisioni presenti. Credo comunque che 2001 ancora oggi rimanga un esempio insuperato.

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    3. Ecco qualcuno ottimista sul fatto che un giorno avremo le stazioni spaziali orbitanti: https://www.youtube.com/watch?v=A7WJ9FPEYU4 :-) (carino, specie l'esperimento finale con la bolla). Preferisco ascoltare l'opinione di Jeff Williams sinceramente e i problemi che verranno..beh li risolveremo. Un giorno là fuori ci sarà una stazione spaziale rotante di 300 metri di diametro...e mi deluderebbe molto che non venisse chiamata Space Station V

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  14. Effettivamente non avevo mai pensato alla questione 'diverse gravita' e del resto un non scienziato si gode il film di fantascienza senza porsi troppe domande.
    Peraltro anche negli action movies si vedono di quelle cose talmente assurdamente critiche e pericolose uscendone indenni magari pure senza un graffietto che in situazioni vere sarebbero già morti spiaccicati almeno 100 volte che a volte mi vien da dire ' esageratiiiiiii'.
    Ma grazie per questo articolo che mette l'accento su questo particolare della gravità, sono daccordo anche io cmq con l'altro utente che fa notare come Odissea 2001 rispetto ai tempi in cui fu realizzato fosse molto avanti come concezione quasi 'preveggente'.
    Altri peraltro Brutti tipo il rifacimento della Guerra dei mondi che fa cadere i pezzi di macerie opportunamente lasciando un provvidenziale percorso per la fuga in auto, beh insomma :)))))) daiiiiiiii

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  15. A proposito come mai non hai commentato Arrival???
    Devo dire la verità a me il film non è piaciuto molto, l'ho aspettato tanto ma poi sono rimasta delusa.
    Non mi piacevano gli attori e ci h trovato qualcosa di comico nell'uso delle lavagnette per comunicare con i visitatori e dei polipi nelle vasche come al ristorante.
    Però era interessante l'accento sulla difficoltà di comunicazione tra diverse intelligenze estremamente diverse che non solo potrebbero avere modi diversi di comunicazione ma anche assenza di particolari della nostra specie come le 'emozioni' per esempio.
    Inoltre era interessante il richiamo al looop temporale.
    Se non ricordo male tra l'altro all'interno dell'astronave pietra aliena hanno supposto l'esistenza di una diversa gravità perlomeno in ingresso rispetto alla terra.

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    1. Arrival non mi era piaciuto particolarmente. Secondo me l'idea era buona, ma realizzato male. Me lo ricordo anche poco, e forse un motivo c'è...

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  16. Si, riconfermo che anche a me non è piaciuto particolarmente, mi è sembrata un'ottima idea non riuscita.
    Comunque confermo che nel tunnel di entrata nelle navicelle che parevano di hematite nera l'autore aveva pensato a una diversa gravità infatti loro salgono all'interno volando salvo poi tornare a gravità terra a piano polipi.
    Anche in Life ( non oltrepassare i limiti)che è di quest'anno e che non ho visto se non nei trailer gli astronauti in missione vengono fatti galleggiare pressochè tutto il tempo all'interno della navicella spaziale, come accade nella realtà.
    Significa che, sebbene non sempre, ogni tanto gli autori ci pensano alla questione gravità.

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