La vera scienza di “Avatar”

Il blockbuster di fantascienza "Avatar" è ambientato su una misteriosa luna aliena con tecnologie fuori dal mondo. Il suo regista principale, James Cameron, non solo ha diretto altri film epici di fantascienza come "Aliens, The Abyss" e i primi due film di "Terminator", ma a quanto pare era il presidente del suo club di scienze del liceo, uno specialista in fisica al college e ha un fratello ingegnere che ha progettato robot subacquei.

Quindi quanta scienza c'è in "Avatar"?

ATTENZIONE: Possibili spoiler in vista.

Pandora

Il film è ambientato sull'immaginaria Pandora, una delle tante lune di un gigante gassoso immaginario delle dimensioni di Saturno, Polifemo, che si trova nel vero sistema Alpha Centauri, che a quasi 4,4 anni luce di distanza è il sistema stellare più vicino alla Terra.

Mentre gli astronomi devono ancora scoprire le lune al di là del nostro sistema solare, si aspettano di . E il sistema AlphaCentauri potrebbe essere un posto che vale la pena cercare. La più grande delle due vere stelle simili al sole che compongono questo sistema alieno, Alpha Centauri A, è l'immaginario Sole di Pandora. In realtà, gli scienziati potrebbero presto essere in grado di rilevare le lune abitabili con il James Webb This Web Telescope e anche di studiare le loro atmosfere per i gas legati alla vita chiave come l'ossigeno e il vapore acqueo.

Le foreste pluviali tropicali coprono la maggior parte dei continenti di Pandora, il che suggerisce che il suo pianeta madre deve essere abbastanza vicino al suo sole per sfruttare la sua luce. Alcuni anni fa, questo poteva sembrare poco plausibile, ma la maggior parte dei pianeti alieni che gli scienziati hanno scoperto finora sono in realtà giganti gassosi che sono eccessivamente vicini alle loro stelle.

Tuttavia, la vita sulla luna di un gigante gassoso potrebbe presentare una serie di sfide. La luna di Giove esiste all'interno di un'intensa cintura di radiazioni di elettroni e ioni intrappolati nel campo magnetico del pianeta, e l'attrazione gravitazionale di Saturno porta a straordinari effetti di marea che potrebbero aver fatto a pezzi le lune nascenti per produrre i suoi anelli, e oggi possono guidare i venti e le eruzioni vulcaniche sulla sua luna Titano.

L'estrazione che Pandora ha per gli umani è un minerale presente in natura soprannominato "unobtanium", una vecchia battuta nella fantascienza per materiali con qualità fisicamente impossibili. (Tecnicamente, poiché è un minerale, potrebbe essere meglio chiamato "unobtainite", ma è un cavillo piuttosto nerd.) L'unobtanium è il miglior superconduttore conosciuto e apparentemente funziona a temperatura ambiente. Proprio come i superconduttori del mondo reale possono fluttuare in presenza di un campo magnetico, le montagne su Pandora apparentemente cariche di unobtanio possono galleggiare nelle potenti sacche magnetiche che punteggiano la superficie della luna. I film mostrano che questi campi magnetici possono interferire con la tecnologia, proprio come farebbero nella vita reale? sebbene, a quanto pare, non qualsiasi collegamento wireless che permetta ai personaggi principali di collegarsi con i loro "avatar".

Alta tecnologia

I dispositivi che danno il nome al film sono avatar? corpi artificiali i personaggi principali operano in modalità wireless solo con il pensiero. I corpi in questione assomigliano alla razza umanoide nativa dalla pelle blu, i Na'vi, sebbene siano ibridi che incorporano il DNA dei loro operatori.

Costruire un corpo che intreccia DNA umano e alieno potrebbe essere inverosimile. Anche se gli alieni avessero il DNA, gli umani avrebbero probabilmente più cose in comune con il mais o qualsiasi altra cosa sulla Terra che con la vita su Pandora. Tuttavia, gli scienziati nella vita reale stanno facendo progressi dopo progressi quando si tratta di interfacce cervello-computer per controllare le braccia dei robot e digitare e parlare attraverso le macchine. Anche senza interfacce cervello-computer, le unità di telepresenza ora consentono ai chirurghi di eseguire operazioni salvavita da lontano.

Gli umani utilizzano anche tute AMP, esoscheletri robotici che imitano le mosse dei loro guidatori e danno loro un'incredibile forza per maneggiare cannoni giganti e combattere alieni delle dimensioni di un dinosauro. L'esercito degli Stati Uniti ha sviluppato per anni esoscheletri per amplificare la forza di un soldato utilizzando l'idraulica azionata da motori a combustione che si comportano come muscoli artificiali.

Gli alieni

La vita è spesso enorme su Pandora, con gigantesche creature volanti simili a draghi, alberi alti come un grattacielo e i Na'vi dalla pelle blu, che crescono circa 10 piedi di altezza. Si dice che la gravità su Pandora sia inferiore a quella sulla Terra, che probabilmente aiuta a spiegare perché tutto è così fuori misura lì, dato che hanno meno peso che li trascina verso il basso.

La maggior parte della vita animale su Pandora è esapodale? cioè a sei arti, per tre paia di braccia, gambe o ali. Ci si potrebbe aspettare che sei o più gambe siano la norma sui mondi a gravità più elevata, per aiutarli a sostenere il loro peso, ma gli esapodi costituiscono più della metà di tutte le creature viventi conosciute sulla Terra? gli insetti? l'esapodia così diffusa rientra nel regno delle possibilità.

I Na'vi sono tetrapodi, o con quattro arti proprio come lo sono gli umani, il che all'inizio li fa sporgere come pollici doloranti. Tuttavia, ci sono altri tetrapodi mostrati nel film? le loro cavalcature volanti, le banshee o ikran, possiedono quattro ali come loro arti. Ciò potrebbe suggerire in modo intrigante che i Na'vi siano più strettamente imparentati con questi animali simili a draghi di qualsiasi altro abitante della terra mostrato nel film, anche se Na'vi o banshee o entrambe le specie potrebbero in realtà provenire da un lignaggio esapodale e semplicemente perderne due. arti, proprio come i serpenti si sbarazzavano delle loro gambe.

Apparentemente ogni organismo vivente su Pandora è bioluminescente, il che significa che può produrre luce. La bioluminescenza si vede anche sulla Terra, con lucciole e alghe marine, tra gli altri. Molti degli animali sembrano possedere due paia di occhi? sulla Terra, gli insetti non hanno solo un paio di occhi composti, ma anche un certo numero di occhi semplici.

Le "narici" degli animali Pandora si trovano spesso sui loro corpi invece che sui loro volti, e spesso ne hanno più di due. Ciò suggerisce che invece di accoppiare il tratto digestivo e quello respiratorio come fanno gli esseri umani e gli altri tetrapodi? che può portare pericolosamente al soffocamento? la fauna selvatica di Na'vi può separare questi sistemi come fanno gli insetti, che respirano attraverso fori chiamati spiracoli.

Il più grande sforzo di immaginazione quando si tratta di biologia su Pandora potrebbe effettivamente essere il Na'vi. A parte la loro pelle blu e la coda, sembrano straordinariamente umani, con quattro arti, narici sul viso e una postura eretta che potrebbe non essere adatta per una vita trascorsa principalmente sugli alberi. Le sette femmine hanno il seno, anche se Cameron ammette che non sono mammiferi placentari, e siamo straordinariamente fortunati a trovarli quando hanno un livello di intelligenza paragonabile a noi? potrebbero facilmente cadere ovunque tra animali a malapena capaci di linguaggio e cyborg iperavanzati.

Tuttavia, si potrebbe perdonare una piccola licenza poetica in un film che in altri modi apparentemente si è sforzato di ottenere la scienza giusta.

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