E' davvero possibile viaggiare nel tempo? Il mondo del cinema e dei fumetti ci hanno sin dall'inizio creduto, fornendo più di un esempio, qualcuno anche carino. Ma la realtà è un'altra cosa. Einstein aveva già ipotizzato questo concetto, sostenendo che esistessero luoghi in cui il tempo rallenta, ed altri in cui il tempo accelera. Stephen Hawking è invece convinto che una macchina del tempo si possa costruire, e ci spiega come.
Stephen Hawking, il noto astrofisico e matematico britannico, sostiene che tutto ciò di cui abbiamo bisogno è un wormhole, oppure il Large Hadron Collider (LHC) (l'acceleratore di particelle situato presso il CERN di Ginevra), oppure ancora un razzo che viaggia molto, molto velocemente (occorrerebbe viaggiare almeno 2000 volte più velocemente dell'Apollo 10, il mezzo più veloce costruito dall'uomo, con i suoi 25000 mph).
Anzitutto dobbiamo tenere in considerazione la quarta dimensione, rappresentata dal tempo. Tutti noi, sin da piccoli, siamo stati abituati a percepire la realtà circostante nelle sue tre dimensioni (larghezza, altezza, e profondità), ma occorre ora dare la giusta importanza alla quarta dimensione: viaggiare nel tempo significa infatti poter viaggiare attraverso questa dimensione.
Il wormhole
Ma che cosa è un wormhole? Il wormhole è in pratica un "tunnel" (o, se si preferisce, un "portale" o "scorciatoia") attraverso il quale si può tornare indietro o andare avanti nel tempo. L'esistenza dei wormhole era già stata anticipata da Einstein nella sua teoria della relatività, ma era ed è rimasta ipotetica, in quanto nessuno ne ha mai visto uno, sinora. Hawking sostiene che come ogni oggetto solido (in 3 dimensioni) in apparenza più uniforme, liscio e levigato, ad un esame microscopico evidenzia numerose imperfezioni, piccolissimi buchi e cavità, anche il tempo, su una scala ridottissima (tanto piccola quanto le dimensioni di un atomo) presenta dei piccoli tunnel, i "wormhole".
Questi sono delle vere e proprie scorciatoie tra spazio e tempo, in grado di collegare due luoghi separati e due periodi differenti. Ma se le dimensioni di un wormhole sono così ridotte, come potrà mai un essere umano attraversarlo? Alcuni scienziati ritengono che, una volta catturato un wormhole, si possa aumentarne le dimensioni (trilioni di volte) sino a renderlo abbastanza grande per poter essere attraversato (da un essere umano o, perchè no, da un'astronave).
Viaggiare attraverso il tempo comporta come conseguenza un problema molto serio, noto anche con il termine di "paradosso". Supponiamo, infatti, che da qualche parte nell'universo sia stato creato un wormhole, e che questo consenta di viaggiare esattamente 1 minuto indietro nel tempo. Uno scienziato (l'ipotetico utilizzatore del wormhole) potrebbe guardare sè stesso come era 1 minuto prima; ma cosa succederebbe se lo scienziato usasse il wormhole per sparare a se stesso?
Sarebbe a questo punto morto, ma chi allora ha sparato attraverso il wormhole? E' un paradosso, appunto, una di quelle cose che non fanno dormire di notte i cosmologi. Si tratta di un paradosso perchè viola una legge fondamentale che regola l'intero universo: la causa deve precedere l'effetto, e non viceversa. Se ci fosse il modo di violare questa regola, l'universo stesso sarebbe governato dal caos. Secondo Hawking, la risposta a questo paradosso è che wormhole di questo tipo non possono esistere e, sebbene wormhole molto piccoli esistano, se si riuscisse un giorno ad espanderne uno, questo poi collasserebbe in seguito alla formazione di un loop di radiazioni e non durerebbe a sufficienza per essere utilizzato come macchina del tempo.
Ma allora non si può proprio viaggiare nel tempo? Hawking dice che si può: si può viaggiare nel tempo, più precisamente si può viaggiare nel futuro. Il tempo scorre come un fiume, e tutti noi siamo trasportati dalla sua "corrente". Il concetto importante è che la velocità del fiume non è costante in tutti i punti, ma varia in base alla posizione.
Einstein aveva già ipotizzato questo concetto, sostenendo che esistessero luoghi in cui il tempo rallenta, ed altri in cui il tempo accelera. Un esempio pratico di questo fenomeno è rappresentato dalla correzione del tempo (clock) che si rende necessaria nel sistema Global Positioning System (GPS).
Più precisamente, in questo caso si dimostra che il tempo scorre più rapidamente nello spazio che sulla terra; se non si eseguisse costantemente questa correzione, l'intero sistema GPS diverrebe inutilizzabile, aumentando l'errore dei ricevitori GPS sulla terra di 6 miglia al giorno.
L'immagine seguente mostra una possibile rappresentazione del wormhole
All'interno del Large Hadron Collider
Un altro modo suggerito da Hawking per viaggiare nel tempo è quello di disporre di un mezzo che consenta di viaggiare molto, ma molto velocemente. Sì, ma quanto?
Almeno ad una velocità che eviti di essere risucchiati in un buco nero, e comunque inferiore al limite imposto dalla velocità della luce, pari a circa 186000 miglia al secondo. Questa velocità non può essere superata, ma muovendosi con valori prossimi alla velocità della luce è possibile viaggiare nel futuro. Se infatti ci trovassimo all'interno di un mezzo che viaggia a velocità prossima a quella della luce (Hawking introduce l'esempio di un ipotetico treno che percorre l'intera circonferenza terrestre 7 volte al secondo), il tempo comincerebbe a scorrere più lentamente al suo interno, rispetto al resto del mondo: all'interno del treno tutto apparirebbe in "slow motion". Perchè avviene questo fenomeno?
Il motivo, spiega Hawking, è quello di "proteggere" la velocità della luce, un limite invalicabile della fisica. Immaginiamo infatti che vi sia una bimba che corre sopra al treno muovendosi nella stessa direzione di marcia: secondo le leggi della fisica, la sua velocità verrebbe sommata (vettorialmente) a quella del treno, con il rischio di ottenere una risultante superiore alla velocità della luce.
Ciò, come sappiamo, non è possibile, ed è per questo che il tempo, sul treno, viene rallentato: in questo modo, infatti, la bimba non riesce a correre sufficientemente veloce da infrangere la legge della fisica; il tempo rallenterà sempre in misura sufficiente a proteggere il limite della velocità della luce. Questo, secondo Hawking, è il modo che si può utilizzare per viaggiare nel tempo (o perlomeno, nel futuro). Supponiamo che il treno ipotizzato da Hawking viaggi per 100 anni (misurati da un osservatore sulla terra) consecutivi: per i viaggiatori del treno, a causa del rallentamento del tempo, sarebbe trascorsa una sola settimana.
Ecco quindi un modo per viaggiare nel futuro: gli occupanti del treno, dopo una settimana di viaggio, potrebbero vedere come sarà la terra tra 100 anni! Ovviamente, non è possibile al momento realizzare un treno di questo tipo, ma tuttavia c'è qualcosa di simile al CERN di Ginevra: il Large Hadron Collider. Situato sotto la superficie terrestre, in un tunnel lungo circa 16 miglia, è in grado di accelerare le particelle da 0 fino a 60000 mph in una frazione di secondo.
Aumentando la potenza, le particelle potrebbero in teoria correre nel tunnel 11000 volte al secondo, vale a dire quasi la velocità della luce, raggiungendo un valore pari al 99.99% del suo limite. Quando ciò avviene, si comincia a viaggiare nel tempo! Questo fenomeno è stato dimostrato da alcuni tipi di particelle, chiamati "mesoni Pi"; queste particelle, infatti, hanno normalmente una vita molto breve, una frazione di secondo, ma questa cresce 30 volte quando vengono fatti viaggiare a velocità prossime a quella della luce.
Secondo Hawking, il modo per sfruttare questo principio e viaggiare nel tempo sarebbe quello di fabbricare un'astronave adeguata e lanciarla nello spazio. Dotata di propulsori correttamente dimensionati e con la necessaria quantità di carburante, dopo circa 4 anni essa sarebbe in grado di raggiungere il 90% della velocità della luce, e dopo altri 4 anni comincerebbe a viaggiare nel tempo. Altri 2 anni ancora, e l'astronave raggiungerebbe il 99% della velocità della luce: un giorno sull'astronave corrisponderebbe a un intero anno sulla terra: il viaggio nel futuro sarebbe a questo punto una realtà...
Sembra assurdo, incredibile, eppure il ragionamento non fa una piega 🙂
Inoltre è frutto di quella mente geniale di Stephen Hawking, quindi assolutamente autorevole!
Ma la domanda è: semmai un giorno riuscissimo a viaggiare nel tempo e quindi a tornare ai nostri anni, possibile che non siamo mai riusciti ad incontrare nessuno proveniente dal futuro? (oppure non ce ne accorgiamo?)
Questo articolo è il paradiso dei nerd… 😀
Be’ , l’anno scorso al Motor Show di Bologna sono salito sulla De Lorian di Doc e Marty Mc Fly……purtroppo da ferma…..;-)
Se ho capito bene ciò che sostengono gli esperti, quand’anche venisse inventata la macchina del tempo, non sarebbe comunque possibile retrocedere fino ad un’epoca antecedente l’invenzione. Per essere più chiari, se io oggi costruissi una macchina del tempo oggi potrei viaggiare solo verso il futuro e tra una settimana potrei viaggiare anche indietro nel tempo ma solo di una settimana cioè solo fino ad oggi. In tal modo viene risolto il cosiddetto “paradosso del nonno”.
Quello che dice Hawking è che, ammesso che si riuscisse a realizzare una macchina del tempo, sarebbe possibile “viaggiare” soltanto nel futuro, e ciò sarebbe possibile raggiungendo velocità prossime a quella della luce. Secondo la teoria formulata da Einstein, infatti, al crescere della velocità il tempo si dilata, trascorre cioè più lentamente rispetto a quanto avviene per un osservatore inerziale. Ciò che Einstein aveva previsto è stato poi verificato e validato sperimentalmente. Già negli anni ’60, al CERN, sono state fatte viaggiare a velocità prossime a quella della luce delle particelle che hanno un tempo di “vita” molto breve (i muoni); ebbene, viaggiando a queste velocità il loro tempo di vita si era allungato notevolmente (almeno per un osservatore inerziale).
Su questo tema si possono poi immaginare delle situazioni paradossali (tipo quella dei gemelli)
Comunque scrivendo questo articolo ho capito che sia Einstein che Hawking sono due grandi menti..
La dilatazione del tempo non è l’unico bizzarro effetto dell’approssimarsi alla velocità della luce descritto dalla teoria della relatività ristretta di Einstein. Avvicinandosi alla velocità luminale si avrebbero anche la contrazione delle lunghezze a l’aumento della massa (che addirittura tenderebbe ad infinito per v che tende a c (velocità della luce)). Queste 3 variazioni si possono calcolare in funzione della velocità v grazie a delle equazioni chiamate trasformazioni di Lorentz.
I wormhole invece non hanno nulla a che vedere con tutto ciò: riguardano la relatività generale (e non ristretta) di Einstein; si tratta di deformazioni dello spazio-tempo (più precisamente sono delle singolarità dello spazio-tempo) e, se non sbaglio, si pensa che possano essere generati da campi gravitazionali estremamente intensi come quello di un buco nero. Infatti, la relatività generale, in sintesi, afferma che la gravità “piega” lo spazio-tempo. E per creare un wormhole bisognerebbe “bucarlo”.
Siete ben oltre le mie competenze e le mie conoscenze, anche amatoriali 🙂
Trovo che esser circondato di persone che ne sanno di più sia straordinariamente stimolante 🙂
Grande Giove!
In realtà la cosa che veramente mi resta oscura di questo articolo è il riferimento alle unità di misura imperiali…
E pure in moto la volevi?! 😀
ma……
se ipoteticamente si potesse viaggiare avanti o indietro nel tempo, ok, allora vado indietro di 1 minuto, ma in questo minuto la terra si e’ mossa, ha ruotato, e’ andata avanti per la sua orbita, per cui io mi potrei ritrovare
con una gamba nel pavimento.. o all’interno della sedia..
se poi vado avanti di 1 giorno nel tempo.. mi ritrovero’ nello spazio
oltre a trovare il modo di viaggiare nel tempo occorre anche il modo di collocarci/spostarci nel momento in cui saremo di quel detrminato tempo
sto complicando la cosa mi sa..
Non mi sembra che l’articolo parli di viaggi nel tempo, ma solo di spostamento nel futuro, Secondo la teoria del wormhole (che potrebbe essere l’unico modo per spostarsi avanti e indietro) al momento è solo ipotetica, è come dire che si possono visitare gli universi paralleli mentre si dorme, assolutamente affascinante ma resta il fatto che una volta svegli si torna al nostro di universo (purtroppo), Sul viaggio nel futuro attraverso il raggiungimento della velocità della luce mi chiedo a che pro sciupare tanto carburante? se volessi visitare il mondo fra 100 anni senza avere possibilità di tornare indietro mi impegnerei molto di più a sviluppare una tecnica criogenica di qualche tipo, più semplice probabilmente come soluzione e sicuramente realizzabile con la tecnologia di questo secolo.