• 7 Settembre 2022 23:50

SCIENZA & DINTORNI

Divulgazione storica e scientifica – DIRETTORE Fabiana Leoncavallo

La fantascienza ha esplorato i viaggi nel tempo dividendosi quasi equamente tra incursioni nel futuro e quelle nel passato. Tra quest’ultime pellicole citiamo a caso “Terminator” (1984), “Non ci resta che piangere” dello stesso anno e il celebratissimo “Ritorno al futuro” (1985) diretto da Robert Zemeckis.

Per raggiungere il passato ci sono essenzialmente due modi, il primo è spedire un’informazione indietro nel tempo. Questo particolare tipo di viaggio nel tempo ispirò il romanzo di fantascienza “Timescape” scritto da Gregory Benford e pubblicato nel 1980. Alla fine degli anni Ottanta la Terra è sull’orlo di una catastrofe ecologica globale. Un gruppo di scienziati riesce a scoprire e a controllare i tachioni, ovvero particelle subatomiche in grado di viaggiare più veloci della luce. Per effetto della teoria della relatività gli scienziati ritengono sia possibile far muovere queste particelle anche indietro nel tempo, per questo elaborano un piano per spedire un messaggio ai terrestri di qualche decennio prima, avvertendoli della catastrofe imminente e istruendoli su come scongiurarla.

Nel 1962 un uomo di nome Gordon Bernstein capisce che qualcuno sta cercando di comunicare con lui dal futuro, e una volta compreso il messaggio ricevuto dovrà convincere il resto del mondo del pericolo a cui l’umanità sta andando incontro.

La prima descrizione teorico-concettuale del tachione è attribuita ad Arnold Sommerfeld mentre Il termine che lo definisce venne usato per la prima volta da Gerald Feinberg nel 1964. Se queste particelle immaginarie, la cui esistenza è matematicamente prevista dalla teoria della relatività ristretta esistessero davvero, raggiungendo velocità superiori a quella della luce, violerebbero il principio di causalità e non ci sarebbe più modo di distinguere la differenza tra il futuro e il passato lungo la linea degli eventi di una data quantità di materia ordinaria. Una particella potrebbe mandare energia o informazione nel suo passato, formando un cosiddetto loop causale e attivare così una serie di paradossi logici.

L’altro modo di arrivare al passato è viaggiare in avanti nel tempo su una traiettoria curva nello spaziotempo in grado di raggiungere il passato. Queste traiettorie si chiamano in fisica «curve spaziotemporali chiuse di tipo tempo» e sono oggetto di serie ricerche. La teoria della relatività teoricamente prevede, in determinate condizioni e soltanto attraverso formalismi matematici, il viaggio nel passato.

In particolare la relatività ristretta ammette la possibilità di inviare un’informazione nel passato e la relatività generale prevede l’esistenza di «curve spaziotemporali chiuse di tipo tempo». Kurt Godel, che lavorò con Einstein, a Princeton, dimostrò matematicamente la possibilità, almeno teorica, di questi viaggi nel tempo, senza violare alcuna legge di natura, a parte alcuni paradossi logici come quello conosciuto comunemente come il “paradosso del nonno“.

Entrambi i metodi per viaggiare nel passato, ancorché teoricamente ammessi da un punto di vista matematico e a determinate condizioni dalle teorie sulla relatività ristretta e generale di Einstein, sono impossibili. Vediamo rapidamente e schematicamente perché.

Niente supera la velocità della luce (e quindi niente tachioni) e probabilmente il motivo essenziale di questo limite e che una particella dotata di questa caratteristica violerebbe il principio di causalità e l’universo nel quale viviamo diverrebbe un luogo insensato.

Per confutare l’altra possibilità dobbiamo introdurre il concetto di universo-blocco. Si tratta di un universo che possiamo immaginare come una gigantesca forma di pane, tagliata a fette. Ogni fetta è un’immagine dello spazio in un dato istante, e le fette successive corrispondono a istanti successivi. Naturalmente questa è un’immagine bidimensionale mentre sappiamo che lo spazio ha tre dimensioni, ma questo esempio ci serve per spiegare con più facilità le caratteristiche di questo singolare universo.

Nell’universo-blocco si vede il tempo tutto insieme, come un paesaggio temporale, con tutti gli eventi passati e futuri che coesistono nell’universo-blocco statico e fuori dal tempo. Il presente sarebbe una determinata “fetta” di questo universo, con l’universo passato a sinistra e quello futuro a destra. Un’altra possibile spiegazione di questo universo è l’eliminazione del concetto stesso di presente, così che il passato, il presente e il futuro coesistano, e tutti gli eventi già accaduti o che devono ancora accadere, si trovino gli uni accanto agli altri nell’universo-blocco.

Cosa ci impedisce allora di viaggiare indietro nel tempo in un universo-blocco. Una cosa sulla quale siamo certi è che il tempo scorre in una precisa direzione, ovvero dal passato al futuro. E che questa “freccia del tempo” probabilmente è dettata dal secondo principio della termodinamica. Quando una persona arriva dal nulla nel passato, aggiunge massa ed energia nell’universo in quel momento, violando così il primo principio della termodinamica detto, per estensione, legge di conservazione dell’energia, un assunto fondamentale della teoria della termodinamica. Esso afferma che «L’energia interna di un sistema termodinamico isolato è costante.»

Entrambe le possibilità di viaggi nel passato risultano quindi concretamente impossibili, forse l’unico modo per aggirare queste barriere insuperabili e affidarsi ad un’altra teoria, assolutamente non verificata, quella del multiverso, ma per adesso ci fermiamo qui.

Fonte:

alcune voci di Wikipedia

La fisica del diavolo di Jim Al Khalili

Natale Seremia

Appassionato da sempre di storia e scienza. Divoratore seriale di libri. Blogger di divulgazione scientifica e storica per diletto. Diversamente giovane. Detesto complottisti e fomentatori di fake news e come diceva il buon Albert: "Solo due cose sono infinite: l’universo e la stupidità umana, riguardo l’universo ho ancora dei dubbi."

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