Il replicatore immaginato in Star Trek è una di quelle tecnologie che definisce il divario tra la fisica del XX secolo e l’ingegneria del prossimo futuro. Il dispositivo da semplice sintetizzatore di pasti su richiesta, cosi come lo vediamo nella prima serie degli anni sessanta (The Original Series 1966-1969), diventa in quella degli anni ottanta (The Next Generation 1987-1994) una macchina universale capace di costruire qualsiasi oggetto fisico.
Come? Convertendo direttamente l’energia in materia o riutilizzando gli atomi di materiali di scarto presenti nell’astronave. Questa operazione che si basa sul principio di equivalenza massa-energia di Einstein (E=mc^2) ha un costo energetico estremamente alto. Lo vediamo chiaramente nella stessa serie degli anni novanta (Star Trek: Voyager 1995-2001), dove la Flotta Stellare non può più ignorare il consumo del dispositivo e nell’episodio “Stato di Flusso” a causa di una situazione critica è costretta a razionarne l’utilizzo. Infatti, sebbene l’energia possa essere convertita in materia, la sua quantità rimane finita.
Per creare un solo grammo di materia servirebbero circa 9 × 10¹³ joule, un’enorme quantità di energia, più o meno la stessa liberata da 21 kilotoni di TNT, cioè un’esplosione paragonabile alla bomba di Hiroshima. In altre parole, per “fabbricare” un grammo di materia da energia pura servirebbe l’equivalente dell’energia consumata da un’intera nazione in pochi minuti. È una cifra così grande che rende evidente quanto questa trasformazione seppur possibile sia difficile da realizzare nella pratica.
Questo limite trasforma il replicatore da simbolo di un mondo senza scarsità a un richiamo alla gestione responsabile delle risorse, un tema sempre più centrale nel modo in cui affrontiamo lo sviluppo delle nuove tecnologie.
Il futuro previsto nell’immaginario della fiction non è ancora arrivato, ma nel frattempo dagli anni sessanta ad oggi qualcosa si è mosso. La stampa 3D per esempio, rappresenta il nostro primo tentativo di manifattura digitale su richiesta, mentre strumenti avanzati di nanotecnologia, come il microscopio STM (Scanning Tunneling Microscope), ci permettono di posizionare e manipolare singoli atomi con precisione.
Il Replicatore di Star Trek, in ultima analisi, rimane per ora solo un oggetto di scena, ma l’idea concettuale alla base, stimola la ricerca a comprendere come convertire l’energia con efficienza e come controllare la materia con precisione.
Ogni passo compiuto nella fisica delle particelle e nell’assemblaggio atomico ci avvicina alla realizzazione di questo straordinario miracolo di ingegneria immaginato dalla televisione.
