La scienza di Halo in 3 punti

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Dopo un periodo dedicato a interviste e articoli sul medioevo e sui giochi di ruolo (periodo che potrebbe non essere ancora terminato…), mi dedico ancora una volta alla mia passione iniziale: la scienza nei videogiochi.
Approfittiamo dell’uscita della Master Chief Collection di Halo per PC, che contiene quasi tutti i titoli della saga, per andare ad analizzare alcuni punti della scienza di questo gigante degli sparatutto…

https://d2skuhm0vrry40.cloudfront.net/2019/articles/2019-12-04-08-16/news-videogiochi-halo-the-master-chief-collection-in-testa-classifiche-steam-dopo-lancio-halo-reach-1575447365898.jpg/EG11/thumbnail/750x422/format/jpg/quality/60

L’Anello

“Halo” (o più propriamente Halo Array) , letteralmente “Aureola” , è il nome delle installazioni spaziali a forma di anello che il nostro eroe, Master Chief (di solito), esplora nei vari capitoli della saga.
L’idea di una grossa struttura artificiale nello spazio che funga da pianeta, in maniera simile ad esempio alla Morte Nera di Star Wars, è descritta in ambito fantascientifico come “Megastruttura” e negli anni ‘70 Niven introduce un grosso anello, il “Ringworld”, come una di queste megastrutture.
Si tratta di un anello grande quanto l’ORBITA della terra, circa 90 milioni di chilometri di raggio: a confronto, un Halo è estremamente più piccolo, di dimensioni comparabili a quelle delle terra, con un raggio cioè di circa 5000 km.

L’anello mostra una superficie interna “naturale” supportata da una struttura artificiale di un materiale che, per supportare le caratteristiche dell’anello, è indubbiamente qualcosa di mai visto sulla terra.
La sua gravità “verso l’esterno”, tuttavia, non è giustificabile dalla massa dell’anello stesso: una spiegazione molto semplice è che l’anello ruoti su se stesso.

In questa maniera, qualunque entità sulla sua superficie interna riceverà una spinta verso l’esterno sotto forma di forza centrifuga, che tutti abbiamo presente quando pensiamo a una macchina che curva.
Se la curva è troppo stretta e veloce, gli occupanti dell’abitacolo sono spinti verso l’esterno della curva: si tratta però di una cosiddetta “forza apparente perché essa non è percepibile “dall’esterno”, ed è solo chi si trova sulla macchina a farne esperienza.
Essa infatti deriva dalla conservazione della quantità di moto (quantità della quale abbiamo parlato quì): un oggetto o una persona che si trovi sulla macchina tenderebbe a conservare la traiettoria “rettilinea” precedente alla curva. Quando la macchina gira, essa si “interpone” alla traiettoria originale e lo “tira via” a causa del contatto tra i due: la forza che la persona percepisce è in realtà dovuta alla macchina che sta impedendo al suo occupante di proseguire nella sua direzione originale.
Allo stesso modo, un potente soldato Spartan sulla superficie interna del disco rotante viene, in ogni momento, “trattenuto” dall’anello stesso che gli fornisce contemporaneamente una nuova spinta nella stessa direzione di rotazione.
Per simulare una gravità simile a quella terrestre, un anello di tale diametro dovrebbe ruotare di circa 7 km… al secondo! Si tratta di una velocità impressionante, immaginando che il proiettile di un’arma da fuoco possa andare a circa un km al secondo.

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Questa differenza di velocità avrebbe infatti degli effetti strani proprio sui proiettili: essi infatti, appena lasciata la canna dell’arma da fuoco, smetterebbero di subire la forza centrifuga resterebbero “indietro” rispetto alla superficie dell’anello.
Sparando ad esempio un proiettile perfettamente in verticale, esso non riatterrerebbe nello stesso punto , ma si avvicinerebbe al centro dell’anello, muovendosi a velocità differente rispetto ad esso riatterrando poi a diversi chilometri di distanza, essendo l’anello “scorso” sotto di esso. Questo effetto, impercettibile sui combattimenti a corto raggio tipici della saga videoludica, potrebbe invece avere importanti ripercussioni sulle armi a lunga distanza come, ad esempio, i fucili da cecchino.

In realtà questo fenomeno è presente anche sulla terra: sparando in aria all’equatore, il proiettile potrebbe atterrare a una distanza di circa un chilometro. Tuttavia entrambi gli eventi vanno ampiamente smorzati dalla presenza dell’atmosfera che crea un attrito sul proiettile tanto sulla terra quanto nella superficie interna di un Halo.

L’arma finale

Ma come funziona un Halo e a cosa serve?
Gli anelli furono costruiti dai Precursori, un’antica razza aliena estremamente evoluta a livello tecnologico, per combattere la minaccia dei Flood, creature parassitarie in grado di prendere il controllo di altre forme di vita (trasformandole, di fatto, in… “zombie”) e di generare grandi quantità di biomassa collettivamente senzienti chiamate “Mente Suprema”.

I Flood, essendo estremamente aggressivi e in grado di diffondersi rapidamente attraverso la galassia tramite i corpi e le astronavi di altre specie senzienti, richiedevano una misura drastica: gli Halo furono progettati per eliminare ogni forma di vita senziente che non fosse correttamente protetta, distruggendo il suo sistema nervoso.

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Ogni halo è in grado di sparare un impulso con un raggio di azione utile di 25.000 anni luce (circa un ottavo del raggio della galassia), eliminando ogni specie senziente, mediante (secondo quanto descritto in Halo: Cryptum) dei neutrini che hanno “armoniche superiori” delle frequenze del loro cervello.

Questa tecnica mostra numerosi problemi: in primo luogo, un impulso elettrico (o di neutrini che vadano alla velocità della luce) raggiungerà la distanza di 25.000 anni luce… dopo 25.000 anni!
L’anno luce è infatti la distanza che la luce (o ogni altra onda elettromagnetica) percorre in un anno: la velocità della luce è inoltre la più grande in assoluto e la relatività ci insegna che niente può superarla.
L’unica spiegazione sarebbe utilizzare una qualche forma di propagazione più veloce, detta “superluminale”, come lo Slipstream Space (che investigheremo a breve).

I neutrini inoltre sono particelle estremamente poco interagenti, tant’è che gli esperimenti per rivelarli richiedono spesso apparati estremamente grandi e complessi come il Super Kamiokande, un esperimento in giappone costituito da 50.000 tonnellate d’acqua e oltre diecimila rivelatori. La maggior parte delle creature viventi sarebbe attraversata dai neutrini senza subirne affatto l’effetto.

Inoltre, le frequenze proprie del cervello umano (che sono probabilmente differenti da quelle di un cervello alieno) sono piuttosto basse.
Si tratta di frequenze da pochi Hertz a qualche decina: un hertz è un’oscillazione (dell’onda elettromagnetica, in questo caso) al secondo. Siamo continuamente sottoposti a frequenze di questo tipo e perfino alle loro Armoniche Superiori, ovvero frequenze che siano direttamente doppie, triple, quadruple ecc. di una frequenza principale. Tuttavia, nessuna di queste frequenze sembra avere un effetto su di noi.

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Una spiegazione più credibile potrebbe essere quella di un Gamma Ray Burst, un evento astrofisico estremamente potente in grado di generare una grandissima quantità di raggi gamma.

Questi raggi, oltre a essere molto pericolosi (soprattutto per gli astronauti), potrebbero avere un effetto molto negativo sull’atmosfera di un pianeta: sulla terra, per esempio, una quantità estrema di raggi gamma potrebbe essere in grado di alterare l’atmosfera, riducendo la sua capacità di far filtrare la luce visibile (eliminando così le piante), e contemporaneamente lasciando passare i pericolosi ultravioletti in grado di ustionare la pelle umana. Una simile occorrenza avrebbe indubbiamente un effetto letale su un pianeta come la terra e sarebbe forse la scelta più realistica per una super arma di distruzione di massa.

Viaggi nello spazio

Abbiamo già citato lo Slipstream Space, una sorta di iperspazio presente nella saga di Halo.
Comunemente, dove per “retta” indichiamo un’entità infinita a una sola dimensione (avanti-dietro), con “piano” a due dimensioni e “spazio” a tre, usiamo la parola “iperspazio” per indicare un’entità infinita a più di tre dimensioni.

Il concetto di Iperspazio è stato sdoganato con la saga di Star Wars, nella quale le astronavi “balzano” in questa dimensione alternativa per raggiungere rapidamente luoghi assai distanti nell’universo.
L’idea del passare attraverso una dimensione alternativa si basa sul fatto che, esattamente come un foglio bidimensionale che si trova in uno spazio tridimensionale possa essere “piegato” per poter connettere due punti altrimenti lontani (per esempio due bordi opposti), anche lo spazio normale abbia una sua geometria all’interno dell’iperspazio e che, a causa delle sue “pieghe”, si possano raggiungere punti apparentemente lontani passando “fuori” dallo spazio, all’interno dell’iperspazio.

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Lo Slipstream Space di Halo complica ulteriormente la faccenda: esso è descritto come un’entità appallottolata su se stessa a undici dimensioni (numero ripreso dalla teoria delle stringhe, nel quale però non abbiamo 11 dimensioni “spaziali” poiché numerose di esse sono solo legate a specifiche proprietà delle particelle). Questa moltitudine di pieghe e di dimensioni rende il viaggio molto più imprevedibile rispetto a quello di star wars.

Tale viaggio è permesso, per quanto riguarda gli umani, dal motore di Shaw-Fujikawa, un apparato in grado di generare piccolissimi buchi neri (dei quali abbiamo parlato quì) che evaporano nel giro di pochi istanti attraverso un fenomeno chiamato Radiazione di Hawking (teorizzato, nel mondo reale, dal famoso fisico teorico).

Il motore permette però stabilizzare questo buco nero e di “ingabbiare” la nave in un guscio quantistico, in modo da sgusciare all’interno dello slipstream space e attraversarlo (generalmente) senza pericoli, in modo che il guscio faccia da tramite tra la fisica di questo mondo e quella “strana” dell’altro
Questo fenomeno ricorda una teoria del mondo reale sui passaggi tra buchi neri, chiamati Wormhole (buco del verme) o Ponte di Einstein-Rosen.
Questa teoria prevede che sia possibile stabilizzare un condotto tra due buchi neri riempiendolo con della “materia esotica” che abbia un tale livello di “vuoto” da contrapporsi alla schiacciante gravità dei buchi neri e stabilizzare così un tunnel sicuro tra i due.

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