Viaggiare indietro nel tempo è un elemento che torna spesso dei film di fantascienza. Ma secondo Einstein, è una possibilità fisica che è veramente consentita.
Da “Ritorno al futuro” a “Harry Potter”, passando per “Lost”: il viaggio nel tempo fa parte del nostro immaginario fantascientifico da quando abbiamo iniziato a fare film e serie tv. E sebbene l’idea di tornare indietro per “correggere gli errori del passato” sia una forte tentazione filosofica, ci sono importanti radici fisiche nella relatività generale di Einstein che la rendono una reale possibilità fisica.
Il tempo scorre in una sola direzione?
Per la maggior parte delle persone, è un’idea relegata al regno della finzione, poiché ogni legge della fisica indica che l’unico modo in cui ci è consentito di muoverci nel tempo è in avanti. Filosoficamente, c’è anche un famoso paradosso che sembra indicare l’assurdità di chiunque possa viaggiare indietro di quantità arbitrarie di tempo: il paradosso del nonno. In parole povere, se viaggiare indietro nel tempo fosse possibile, saresti in grado di tornare indietro e uccidere tuo nonno prima che i tuoi genitori fossero concepiti, rendendo impossibile la tua stessa esistenza.
Viaggiare nel tempo è possibile?
Secondo Einstein, spazio e tempo non sono entità separate e assolute, ma intrecciati insieme in un tessuto inseparabile: lo spaziotempo. C’è una quantità che è nota per essere invariante, l’intervallo spaziotemporale (a volte chiamato intervallo di Einstein), che rappresenta il tuo moto combinato attraverso lo spazio e il tempo insieme. In parole povere: se sei a riposo e la tua posizione spaziale non cambia, allora ti stai muovendo nel tempo alla massima velocità consentita: in avanti, a una velocità di un secondo al secondo. Tuttavia, se sei in movimento e la tua posizione spaziale cambia con il tempo, allora ti muovi nel tempo a una velocità più lenta, poiché gli oggetti in movimento relativo sperimentano il fenomeno della dilatazione del tempo.
Più velocemente ti muovi nello spazio, più lentamente ti muovi nel tempo
Più velocemente ti muovi nello spazio, più lentamente ti muovi nel tempo, fino al limite assoluto di quanto velocemente è possibile viaggiare: la velocità della luce. In teoria, se potessi muoverti più velocemente della velocità della luce, diventeresti un tachione e sperimenteresti effettivamente il tempo che scorre all’indietro; tuttavia, questa possibilità è una situazione non fisica, poiché i tachioni non corrispondono a nulla di ciò che esiste nella realtà fisica. Secondo la relatività generale di Einstein, è possibile che lo spazio possa evolversi e, come parte di tale evoluzione, può curvarsi, espandersi o contrarsi o potrebbe perfino creare e mantenere una connessione tra due punti disparati al suo interno.
Il Ponte di Einstein-Rosen
Quest’ultima possibilità fu formulata negli anni ’30 da Einstein e dal suo studente di allora, Nathan Rosen, ed era originariamente nota come Ponte di Einstein-Rosen. Viene tradizionalmente visualizzato riducendo il numero di dimensioni da tre a due e trattando lo spaziotempo come un foglio bidimensionale. Immaginate di piegare un foglio di carta su se stesso, e di collegare due punti separati con una penna. Questa proprietà dello spaziotempo, un’affascinante possibilità teorica, è probabilmente il concetto più importante quando si tratta della scienza del viaggio nel tempo.
Wormhole e buchi bianchi
Molti si sono spesso chiesti cosa succede quando si cade in un buco nero. Anche alla velocità della luce, nulla può scappare dall’orizzonte degli eventi di un buco nero. Normalmente, assumiamo che questi buchi neri conducano solo a una singolarità centrale e che, avvicinandosi, la tua morte sia inevitabile. Ma c’è un’altra possibilità: che i buchi neri, se ci entri, si colleghino effettivamente a un’altra regione dello spaziotempo. Se, invece di una densità di energia positiva (come possiedono i buchi neri standard), quella regione connessa ha una densità di energia negativa, diventerebbe un buco bianco, il che significa che potresti entrare dall’estremità del “buco nero” e uscirne dall’altra parte. Sebbene non sappiamo ancora dell’esistenza di buchi bianchi fisici nel nostro Universo, sono certamente soluzioni consentite nella relatività generale.
Le fluttuazioni quantistiche
Tra le cose che sappiamo sul nostro Universo ci sono minuscole fluttuazioni quantistiche che si verificano in tutto il tessuto dello spaziotempo, in modo più evidente su scale più piccole. Queste fluttuazioni energetiche, secondo il principio di indeterminazione di Heisenberg, possono verificarsi ugualmente bene sia in direzione positiva che negativa, e possono spesso verificarsi in prossimità molto ravvicinata l’una dell’altra.
In teoria, una fluttuazione energetica positiva, molto forte e densa creerebbe uno spazio curvo in un modo particolare (positivo), mentre una fluttuazione energetica negativa, forte e densa curverebbe lo spazio esattamente nel modo opposto (negativo). Se si collegassero insieme queste due regioni di curvatura positiva e negativa, si potrebbe — anche solo per un breve istante — arrivare alla nozione di un wormhole quantistico. Se il wormhole persistesse per periodi di tempo sufficientemente lunghi, si potrebbe persino potenzialmente trasportare una particella attraverso di esso, consentendole di scomparire da una posizione nello spaziotempo e riapparire in un’altra.
Per saperne di più:
- Leggi l’articolo originale su Big Think.
