Favole di Fisica: Viaggio nel tempo

Domande & Risposte

Rappresentazione artistica

La velocità con cui viaggia l'astronave del racconto è raggiungibile nella realtà?

Una velocità del genere è al di fuori delle possibilità dell'attuale tecnologia umana.
Per avere qualche riferimento: un satellite può viaggiare intorno alla Terra a circa 20 km/s, pari a un modesto 0,0066 per cento della velocità della luce. La Terra invece nel suo moto orbitale intorno al Sole può raggiungere una media di circa 30 km\s, pari a un 0,01 per cento.

Esiste qualche altra strategia, oltre a quella descritta nel racconto, per viaggiare nel futuro?

Rappresentazione artistica degli effetti della gravità sul tempo

In linea di principio potrebbe esserci un altro metodo: quello di utilizzare la gravità. Infatti dalla teoria relativistica sappiamo che: la gravità rallenta lo scorrere del tempo.
In altri termini, gli orologi ritardano man mano che il campo gravitazionale cresce di intensità.
Ad esempio, basta stabilirsi (effetti letali permettendo!) per qualche tempo nelle vicinanze di una tipica stella di neutroni

, la cui densità è milioni di miliardi di volte maggiore di quella del Sole, e il gioco è fatto. Grazie alla enorme gravità, il tempo sulla stella scorre più lento ed è quindi inferiore a quello registrato sulla Terra. Si dispone così di una macchina del tempo pronta all'uso per viaggiare nel futuro.
In definitiva, per trasferirsi nel futuro basta costruire una astronave in grado di viaggiare a una velocità prossima a quella della luce oppure resistere alle impossibili condizioni che sussistono nelle vicinanze di una stella di neutroni. Semplice, no?!

Si potrebbe viaggiare anche nel passato?

A prescindere da quanto immani possono essere le difficoltà pratiche per la costruzione di una macchina del tempo, fino ad ora nessuno ha proposto un argomento valido che dimostri in modo definitivo l'impossibilità di viaggiare nel passato. Le leggi della Fisica non proibiscono esplicitamente i viaggi nel passato.
Nell'ultimo secolo sono state avanzate varie proposte teoriche per questa tipologia di viaggi in accordo con le leggi della Fisica a noi attualmente note. Il problema di un viaggio nel passato fu affrontato perfino da Einstein. Vari Scienziati (Van Stockum, Gödel, Wheeler,Tipler, Gott, Thorne) si sono cimentati in questo studio, veramente ai limiti delle conoscenze teoriche umane. Ed è stato proprio grazie al loro contributo che si è così giunti all'idea che la relatività generale potrebbe non vietare, in linea di principio, i viaggi nel passato.

Ma come si è arrivati all'idea di un viaggio nel tempo?

(Credit: Photo date: 28 January 2002 © Warner Brothers)

Per quanto possa sembrare strano, l'idea è nata nel campo della letteratura fantascientifica. E questo già alla fine dell'Ottocento, quando Wells scrisse il famoso romanzo La macchina del tempo. Einstein pubblicò infatti l'articolo sulla relatività, che fa da supporto ai futuri studi sui viaggi nel tempo, solo dieci anni più tardi nel 1905.
E fu ancora grazie alla fantascienza che l'idea fu accettata come materia di studio nella Scienza reale e portò a nuove idee e sviluppi. Il romanzo Contact, scritto da Carl Sagan nel 1985 e da cui è stato tratto un film, narra la storia di alcuni scienziati che, nel loro viaggio attraverso la galassia, trovano una scorciatoia nello spazio, una specie di tunnel verso il centro della galassia. L'autore del romanzo, un astrofisico, cercò di coinvolgere il fisico teorico Thorne ponendogli la questione se l'idea di una scorciatoia nello spazio potesse avere qualche fondamento scientifico. E Thorne si mise al lavoro. Da questo fortunato incontro si sviluppò l'interessante proposta teorica di Thorne di una macchina del tempo fondata sui cunicoli di tarlo.

Supponiamo di poter viaggiare all'indietro nel tempo, quali problemi potrebbero nascere ?

Dovremmo risolvere innumerevoli paradossi, senza dubbio divertenti per gli amanti di fantascienza ma non certo per scienziati e filosofi.
Vediamo l'esempio più noto legato ai viaggi nel passato, spesso citato come paradosso

della nonna. Supponete che un giorno, giunti alla pazzia per avere ricevuto un colpo alla testa (o, più verosimilmente, per avere letto troppi libri di Fisica teorica!), facciate un bel viaggio nel passato e uccidiate vostra nonna prima che abbia dato alla luce vostra madre. La storiella è violenta e quindi poco simpatica, ma il paradosso è chiaro: se vostra madre (e quindi anche voi) non siete mai nati, come avete fatto a compiere il viaggio nel passato e a commettere l'omicidio?
Il paradosso nasce dal fatto che il presente è connesso al passato. Non è possibile cambiare il passato senza cambiare anche il presente. Tra gli eventi esiste una concatenazione di "causa ed effetto". In questo contesto la storiella dell'uccisione della nonna dovrebbe raccontare un fatto logico e non contraddittorio. Non si può fare un salto nel passato e cambiarlo. Modificare il passato è paradossale. Il passato è passato.

Come si può spiegare il paradosso della nonna legato a possibili viaggi nel passato?

In un mondo governato dalle leggi della fisica classica, che è rigorosamente deterministica, il libero arbitrio

sarebbe un'illusione. Noi Esseri umani, formati da un aggregato di particelle di cui teoricamente si potrebbe conoscere l'evoluzione, saremmo dei puri pupazzi manovrati dalle leggi della fisica! (Vale però la pena di notare che non pochi pensano all'Uomo come a "Qualcosa di più" della somma di tanti atomi!)
Il nostro mondo non è però governato dalle leggi della fisica classica

ma da quelle della fisica quantistica

. E nel mondo quantistico l'indeterminazione regna sovrana. E' necessario quindi pensare ad una diversa spiegazione per la storiella della nonna.
Esistono alcune proposte per una sua descrizione quantistica. Forse la più stuzzicante e affascinante è quella dei "Molti Universi".
Secondo questa ipotesi esistono infiniti Universi, che coesistono "accanto" al nostro, cioè accanto al nostro spazio e al nostro tempo, denominati Universi paralleli. Il nostro è solo uno dei tanti Universi. E ciascuno di questi contiene una "copia" di ciascuno di noi. Esistono pertanto infinite copie di ogni Essere umano. E ogni copia si sente unica e dà per scontato di abitare il solo Universo reale.

Immagine artistica.
(Credit: Focus extra, 4, 2001)

Immaginiamo ora che, con partenza dall'Universo in cui tutti noi abitiamo, voi torniate indietro nel tempo e uccidiate la nonna. La nonna è morta. Ma quale nonna? C'è un considerevole numero di copie della nonna nei vari Universi paralleli. Il viaggio a ritroso nel tempo potrebbe avervi portato in un Universo parallelo diverso da quello dal quale siete partito. E voi potreste avere ucciso una delle copie della nonna, e non quella dell'Universo di partenza, lasciando così intatto il vostro futuro.
E così non esiste più il paradosso: voi potreste uccidere la nonna (ovvero una certa copia della nonna in un certo Universo) e poi nascere ugualmente in un altro Universo (cioè quello dal quale siete partiti per il viaggio). In questo modo, il paradosso non sarebbe più tale. Inoltre verrebbe consentito anche il libero arbitrio! Si salvano capra e cavoli. Da alcuni scienziati l'idea è ritenuta assurda. Però, chissà... Tante altre idee sono state ritenute assurde e poi col tempo si sono realizzate…

Una riflessione doverosa sull'interpretazione del paradosso della nonna tramite Universi paralleli.

(Credit: "Lupo Alberto",-2003, Silver/McK (modificata))

Questa seducente interpretazione tramite MultiUniversi e MultiCopie potrebbe fare nascere altri problemi, ad esempio, ad una nonna con memoria un po' affievolita.

Inoltre non offrirebbe neppure un espediente sicuro per uscire da una situazione difficile a qualche scapolo impenitente quando la sposina è ben determinata!

(Credit: Settimana Enigmistica (modificata))

The Webweavers: Last modified Mon, 7 Sep 2009 18:12:10 GMT