Le teorie più conosciute sui viaggi nel tempo – è possibile viaggiare nel tempo?

Wormhole azzurro nello spazio

Un tunnel di congiunzione potrebbe unire il presente con il passato e con il futuro, permettendo di viaggiare nel tempo [@01]

Il viaggio nel tempo è tra i temi più cari alla scienza (e alla fantascienza), perché affronta lati della fisica poco conosciuti e su cui per gran parte possiamo avanzare solo delle ipotesi. Chiunque di voi avrà fantasticato, qualche volta, sulla possibilità di ritornare nel passato per rivedere se stessi – e magari sistemare qualche piccolo errore di percorso – oppure soltanto per curiosare tra i meandri della storia, o ancora di «guardare oltre i propri anni, di vedere il progresso dell’umanità», per citare un’espressione di Emmett Brown in Ritorno al Futuro.

Ma perché in quest’ultimo secolo le teorie sui viaggi nel tempo sembrano moltiplicarsi? Facciamo un po’ di ordine e vediamo quali sono le ipotesi più concrete, a cui gli scienziati danno più credito. Alcune sembrano sfiorare, in certi casi, la fantascienza.

È da capire a priori che non abbiamo certezze: si tratta sempre e in ogni caso di teorie mai dimostrate, ma che hanno la possibilità (e la speranza) di ricevere una conferma in un prossimo futuro. Alcuni esperimenti, tra l’altro, sembrano dimostrare l’impossibilità di viaggiare nel passato, senza però escludere un possibile viaggio nel futuro (un esempio lo abbiamo grazie ai metamateriali, di cui ho parlato in questo articolo).

Premessa: riassunto utile della teoria della relatività

Il motivo della grande abbondanza di idee in questo fine secolo lo dobbiamo alla teoria della relatività formulata da Albert Einstein nel 1916. In questo articolo non abbiamo bisogno di entrare nei dettagli per capire i concetti. Alcuni punti chiave, che derivano dalla teoria della relatività, vi torneranno però utili nella spiegazione ed è il caso di segnalarli.

Chi non vuole addentrarsi nella materia, dovrà prendere per buoni questi punti chiave. Chi invece fosse interessato ad approfondire può leggere gli articoli che ho scritto sulla relatività ristretta e sulla relatività generale.

La teoria della relatività, in pratica, si basa su questi punti chiave:
– la velocità della luce è di circa 300 mila chilometri al secondo. Niente può superarla in velocità, né può raggiungerla: se un corpo viaggiasse a una velocità pari a quella della luce, acquisterebbe una massa infinita. Di conseguenza, per spingerlo oltre in velocità, avrebbe bisogno di un’energia infinita, il che è impossibile (questo è il significato della famosa formula E=mc2).
– il tempo e lo spazio sono un tutt’uno: non può esistere uno senza l’altro.
– qualsiasi corpo è dotato di massa e la massa curva lo spazio per effetto della gravità (più ha massa, più è grande la curvatura). Per il punto precedente, se lo spazio si curva, anche il tempo si curva, viene deviato.

Adesso che abbiamo impostato le basi, possiamo passare alle ipotesi vere e proprie sui viaggi nel tempo.

Buchi neri e tunnel temporali

Le stelle di grandi dimensioni, a un certo punto, possono collassare per effetto della gravità e diventare dei buchi neri. Per quanto se ne senta parlare dappertutto, in realtà non è si è mai dimostrato concretamente l’esistenza dei buchi neri fino al 2011, quando i dati sembrano finalmente aver avvalorato la loro presenza in antiche Galassie. Potete leggere l’articolo su National Geographic.

Un buco nero è un oggetto davvero particolare: in un punto piccolissimo tiene “raggrumata” tutta la massa della stella (si parla di singolarità di densità: la singolarità indica un fenomeno in cui le leggi fisiche conosciute non sono più valide). La gravità di questa enorme massa è tale che lo spazio e il tempo sono incurvati in maniera infinita.

Ora, avrete di certo sentito parlare dell’ipotesi secondo cui potrebbero esistere universi alternativi a quello che conosciamo. In sostanza, vere e proprie dimensioni parallele alla nostra, su cui la fantascienza ha spesso giocato. Cosa possa esserci in questi universi paralleli non è chiaro, ma la loro possibile esistenza deriva da complicate equazioni. Non si tratta quindi di una teoria campata in aria: ha un possibile fondamento di realtà (non ancora dimostrato).

Poniamo anche in questo caso per assodato che gli universi paralleli esistano. Il buco nero di cui abbiamo appena parlato avrebbe la “forza” per piegare lo spazio al punto da congiungere due universi paralleli tra loro (vedi la figura qui sotto). Ma senza spingerci troppo in là con la fantasia, possiamo immaginare di creare una sorta di tunnel (wormhole) nel nostro universo e di unire due zone lontane di questo spaziotempo che abbiamo piegato su se stesso.

Disegno dello spazio piegato e unito da un tunnel

Ecco come un wormhole potrebbe congiungere presente e passato: lo spazio viene piegato su se stesso [@02]

Se viaggiamo nello spazio, viaggiamo anche nel tempo

Cosa centra tutto questo con il viaggio nel tempo? Pensate al tempo come a una linea che va dal punto A (passato) al punto B (presente). Ora immaginate di piegare la linea del punto B verso l’alto, fino a quando non toccherà il punto A: abbiamo in questo modo un passaggio che va dal presente al passato (ci basta camminare su questa linea).
È questo che ci permetterebbe di fare in teoria il buco nero: se “messo” sulla linea (che sarebbe il piano del nostro universo), può fare in modo che si curvi su se stessa, fino a toccare un punto nel suo passato.

E qua sorge un problema. Se anche riuscissimo a creare un tunnel che colleghi il punto A con il punto B (cioè il presente con il passato), dovremmo sempre trovare un modo per riuscire a passare attraverso di esso. Infatti, il tunnel, come il buco nero, avrebbe una quantità enorme di massa ridotta in un piccolo spazio: come abbiamo visto, si creerebbe una singolarità, cioè una zona di cui non sappiamo assolutamente nulla.

Naturalmente esiste la possibilità che questa singolarità sia attraversabile, come sostiene anche lo scienziato Stephen Hawking, e che quindi si possa congiungere il presente con il passato o con il futuro. Ma al momento non ne abbiamo la certezza.

Fonti principali

I tachioni - Una rassegna di alcune delle teorie legate alla relatività generale e che sembrano cozzare con questa, come il viaggio a una velocità superiore alla luce e i tachioni



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