VIAGGIARE NEL TEMPO

Il tempo trascorre in modo irreversibile in un solo senso, dal passato al futuro.
Da questa evidente considerazione è stato coniato il termine “freccia del tempo”, che rende bene l’idea di questa caratteristica della grandezza fisica “tempo” (t) che scorre a senso unico, in una sola direzione.
In tutte le equazioni della Fisica, la grandezza “t” (tempo) può assumere qualsiasi valore e, da questo valore, dipendono, ad esempio, la posizione di un oggetto o la sua velocità.
Il Fisico presuppone per assioma che, in queste equazioni, t aumenti sempre, ma nulla, nella struttura di tali equazioni, obbliga ad adottare questo criterio.
In una equazione che contenga la variabile t, se si diminuisce il suo valore, si ottiene semplicemente la descrizione di uno stato precedente del fenomeno che si sta studiando.
In pratica la variabile “t” si comporta esattamente come tutte le altre grandezze fisiche che possono aumentare o diminuire.
Fatta questa breve premessa, sorge spontanea la domanda: “Potrebbe essere possibile invertire la freccia del tempo per poter viaggiare nel passato ?”
Prima di affrontare questo argomento, dobbiamo fare una considerazione rilevante.
Nel nostro Universo esiste una legge che potremmo definire “spietata”: l’Entropia di un sistema isolato è in continuo aumento.
In termini semplici, l’Entropia di un sistema è la misura del suo stato di disordine e la legge che abbiamo enunciato afferma praticamente che, nel nostro Universo, qualunque sistema, anche l’Universo stesso, tende verso uno stato che comporti il massimo disordine possibile.
Consideriamo ad esempio un recipiente diviso in due da una parete mobile.
In una metà del recipiente ci sia un gas. Se togliamo la parete divisoria, osserveremo che, dopo un po’ di tempo, il gas occuperà tutto il recipiente. Non osserveremo mai che poi il gas che si è diffuso in tutto il recipiente si vada a mettere spontaneamente tutto in una metà del contenitore, cioè che ritorni al passato.
Lo stesso avviene se mettiamo una boccetta di profumo sul tavolo di una stanza: dopo un po’ le molecole di profumo si spargeranno per tutta la stanza.
Sarà poi altamente improbabile che tutto il profumo si vada a mettere nella boccetta lasciata aperta sul tavolo. Anche in questo caso si vede che il ritorno al passato è altamente improbabile.
Abbiamo detto “altamente improbabile”, ma non impossibile, infatti esiste una remota possibilità che questo avvenimento possa avvenire (sicuramente più remota che fare sei al superenalotto….).
Nei due esempi che abbiamo fatto si vede che inesorabilmente si passa dal passato al futuro e che il contrario è praticamente impossibile, ma, teoricamente, non completamente inammissibile.
Potremmo fare anche esempi meno scientifici, ma più drastici:
Se fumo una sigaretta, questa si trasforma in fumo e cenere. Tornare al passato significherebbe “prendere” fumo e cenere e trasformarli in sigaretta ….
Se metto sulla griglia una fetta di carne cruda, questa cambierà aspetto e colore. Tornare al passato significherebbe trasformare la carne cotta in carne cruda ….
Dunque la legge dell’Entropia sembra spiegare esaurientemente perchè il tempo scorra in una sola direzione.
Finora abbiamo usato argomenti della Fisica Classica, ma dobbiamo ampliare il discorso ricorrendo alla Fisica Relativistica ed alla Meccanica Quantistica.
Un punto fermo della Teoria della Relatività è che il tempo “rallenta” all’aumentare della velocità.
Famoso è il “paradosso dei gemelli”, che però riportiamo nella sua forma originaria:
“Se un organismo vivente, dopo un volo arbitrariamente lungo ad una velocità approssimativamente uguale a quella della luce, potesse ritornare nel suo luogo d’origine, egli sarebbe solo minimamente invecchiato, mentre i corrispondenti organismi rimasti, già da tempo avrebbero dato luogo a nuove generazioni”.
Dunque, l’organismo che ha viaggiato, al suo ritorno, si troverebbe nel futuro.
Questa semplice considerazione ci dice che il “viaggio nel futuro” è teoricamente possibile.
Possiamo ribadire il concetto riportando la forma popolare del “paradosso dei gemelli”:
“Uno di due gemelli parte su un’astronave che viaggia a velocità prossima a quella della luce verso una stella lontana, l’altro resta a terra. Quando il gemello che ha viaggiato torna, é molto più giovane del gemello che è rimasto a terra”.
Anche in questa forma del paradosso si evince che il gemello che ha viaggiato, al suo ritorno, si è trovato nel futuro, rappresentato dalla vecchiaia dell’altro gemello.
Il fisico Paul Davies ha fatto anche un esempio numerico:
“Uno di due gemelli, Castore, parte per un viaggio spaziale a una velocità vicina a quella della luce, il fratello Polluce resta a casa. Castore raggiunge la sua meta, distante dieci anni luce, e torna subito indietro con la stessa velocità. Per Polluce, che è rimasto a Terra, sono passati poco più di venti anni, tanto infatti ha impiegato il fratello a percorrere 20 anni luce a una velocità vicinissima a quella della luce. Per Castore invece, che era in viaggio, il tempo è trascorso molto più lentamente. La Relatività infatti ci dice che aumentando la velocità il tempo rallenta. Per Castore sono passati solo tre anni, quindi, quando torna a Terra, si ritrova ad aver fatto un salto di 17 anni nel futuro.
La velocità della luce (300.000 km / s) è un limite invalicabile nel nostro Universo: è la più alta velocità che si possa raggiungere.
Più la velocità di un osservatore si avvicina a quella della luce, più lo scorrere del tempo diventa per lui più lento.
Nulla ci impedisce però di inserire nelle equazioni della Relatività valori di v (velocità) superiori a c (velocità della luce) ed ecco i risultati :
Per corpi che si muovano alla velocità della luce, il tempo non scorre.
Per corpi che si muovano a velocità superiori a quella della luce, lo scorrere del tempo risulta negativo: il loro futuro sarebbe il passato di tutti gli altri corpi.
Il fatto è che, nel nostro Universo, un corpo dotato di massa, non può nemmeno eguagliare la velocità della luce e, dalle equazioni risulta che potrebbe superare la velocità della luce solo se fosse dotato di una massa espressa da un numero immaginario (in Matematica i numeri immaginari sono le radici quadrate dei numeri negativi).
Per quanto detto finora, abbiamo visto che un viaggio nel futuro sarebbe teoricamente, entro certi limiti, possibile.
Ma lo scorrere del tempo non è influenzato soltanto dalla velocità alla quale si muove chi lo misura, ma anche dall’intensità del campo gravitazionale in cui si trova.
Più intenso è il campo gravitazionale, più lentamente scorre il tempo.
Mentre per la velocità esiste un limite superiore (300.000 km / s), non esiste nessun limite per l’intensità di un campo gravitazionale: in teoria si può invertire dunque la freccia del tempo utilizzando campi gravitazionali enormi, come quelli generati dalle stelle di neutroni e dai buchi neri.
Ad esempio è stato calcolato che sette anni trascorsi su di una stella di neutroni come quella che si trova all’interno della Nebulosa del Granchio corrisponderebbero a dieci sulla Terra.
Sappiamo che all’orizzonte degli eventi di un buco nero, che in termini semplici è il suo confine, il tempo si ferma.
Ma cosa accade all’interno di un buco nero ? E’ verosimile ipotizzare che il tempo inverta il suo corso.
Queste ultime considerazioni potrebbero aprire uno spiraglio sulla possibile creazione di “macchine del tempo” che, grazie alla generazione di tunnel spazio-temporali mediante campi gravitazionali enormi, potrebbero rendere possibile un “viaggio nel passato”.
Un eventuale viaggio nel passato genera però alcuni paradossi. Il più famoso è il paradosso del nonno:
“Un nipote torna indietro nel tempo e uccide suo nonno prima che incontri sua nonna, dunque prima che potessero sposarsi ed avere discendenza. Se ciò fosse possibile, il nipote non sarebbe mai potuto nascere, dunque non sarebbe mai potuto tornare a ritroso nel tempo ed uccidere suo nonno”.
Questo che abbiamo enunciato è un paradosso se si suppone che il nostro Universo sia unico.
Secondo la Teoria del Multiverso, che afferma che esistono innumerevoli Universi, ogni “interferenza” col passato produrrebbe le sue conseguenze solo in un Universo parallelo nel quale la storia si evolve in maniera diversa.
La conclusione di queste brevi considerazioni è che, almeno per ora, siamo ancora lontani dal realizzare viaggi nel tempo e non sappiamo neanche se ciò sia possibile, ma non dimentichiamo che Spazio e Tempo sono intimamente connessi: per ora ci possiamo accontentare solo di guardare nel passato.
Se in una notte senza Luna e lontano da qualsiasi luce artificiale, guardiamo una “nebbiolina” nella costellazione di Andromeda, osserviamo l’unica galassia visibile ad occhio nudo dal nostro emisfero. La galassia in Andromeda dista da noi due milioni e mezzo di anni luce e quindi la sua immagine ha impiegato due milioni e mezzo di anni per giungere ai nostri occhi, quindi vediamo quell’oggetto come era due milioni e mezzo di anni fa !
Con i telescopi spaziali siamo riusciti a vedere galassie distanti miliardi di anni luce e quindi osserviamo un lontanissimo passato, quando la nostra Terra non esisteva ancora.
Presto verrà il momento che osserveremo il “Big Bang” in “diretta”.
Più “viaggio nel passato” di così, cosa si vuole ! …….