viaggi nel tempo per hawking

I viaggi nel tempo sono da sempre tra i sogni dell’essere umano. Chi non vorrebbe tornare nel passato per rimediare agli errori o fare scelte diverse? Si potrebbe cambiare anche il destino dell’umanità magari cambiando la storia o evitando catastrofi e prevenendo disastri naturali di cui dal futuro siamo a conoscenza. O magari dare una sbirciatina nel nostro futuro, ma sino ad ora è sempre stato solo un sogno. E se fosse invece possibile?

Il fisico Stephen Hawking nel suo ultimo libro, pubblicato postumo, dal titolo ‘Brief Answers to the Big Questions’ (Brevi Risposte a Grandi Domande), scrive: “Se facessimo una richiesta di finanziamenti per la ricerca sui viaggi nel tempo, verrebbe immediatamente respinta”. Nessuno crederebbe infatti nella nostra possibilità di riuscita in una ricerca del genere. Ma secondo uno dei più famosi fisici al mondo, chiedersi se è possibile viaggiare nel tempo è una domanda molto seria che può essere affrontata scientificamente.

Secondo Hawking la nostra attuale comprensione in tale materia, non può escludere la possibilità di viaggiare nel tempo. Al giorno d’oggi non possiamo costruire certo una macchina del tempo, ma non possiamo essere certi che non potremo farlo in futuro.

Alla base delle sue affermazioni vi è la teoria dello spazio-tempo di Einstein. Per comprenderla prendiamo come esempio la nostra vita quotidiana. Per noi è scontato chiamare un amico e chiedergli che cosa sta facendo ‘adesso’. Ma in realtà quel ‘adesso’ è impossibile da conoscere per noi. Questo perché la risposta del nostro amico, impiega un tempo finito per arrivare a noi, ed il tempo che impiega la risposta a raggiungerci, fa si che essa riguardi ormai un momento passato e non più ‘l’adesso’. Ci rimane impossibile quindi, secondo Einstein, conoscere l’istante presente.

 

Le teorie di Einstein e la velocità della luce alla base dei pensieri sui viaggi nel tempo

Per la teoria di Einstein, lo spazio ed il tempo sono una sola cosa, ovvero lo spaziotempo. Nello spaziotempo dovremmo pensare alle distanze nel tempo, come a distanze nello spazio.

Un esempio pratico di questo concetto può essere spiegato con i tempi di percorrenza automobilistici. Ad esempio spesso se chiediamo quanto è lontana Firenze da Roma, ci sentiamo rispondere ‘circa tre ore’. Quello che intendiamo dire è che il viaggio da Firenze a Roma dura circa tre ore ad una velocità di 90Km/h. Quello che è implicito in questa affermazione è che, per un semplice calcolo matematico, Firenze è a circa 270 km da Roma (90Km x 3h).

Quindi, come affermano i fisici Brian Cox e Jeff Forshaw, il tempo e la distanza “possono essere scambiati usando come moneta di scambio una velocità”. Per Einstein questa velocità di scambio nello spaziotempo è la velocità della luce.

La velocità della luce rappresenta la velocità massima a cui un’informazione può viaggiare. Rappresenta quindi il limite di quanto velocemente possiamo sapere che cosa sta accadendo in un’altro punto dell’universo. La velocità della luce è una misura universale, ovvero 299.792.458 metri al secondo nel vuoto.

La velocità come la intendiamo noi è sempre relativa. Nell’esperienza comune infatti la velocità di un oggetto è sempre relativa a qualcos’altro: una macchina ha una certa velocità rispetto alla strada, quella segnata dal contachilometri, ma ha un’altra velocità rispetto a una vettura che la stia superando e una velocità ancora diversa rispetto a un aereo che le voli sopra. Quindi la velocità è una grandezza relativa e dipende dal moto di chi la misura.

 

Il paradosso e la teoria della relatività speciale

Secondo le teorie di Einstein però, questo non vale per la luce, la cui velocità è assoluta ed è sempre uguale per tutti quanti. Questo è alla base del paradosso della velocità assoluta di Einstein, secondo il quale se la velocità della luce è assoluta, allora non possono esserlo lo spazio ed il tempo (teoria della relatività speciale).

Come conseguenza di ciò più ci muoviamo velocemente e più il nostro tempo sarà più lento rispetto a chi si muove a velocità normale, e per la teoria della relatività speciale, a noi invece sembrerà che il tempo scorra normalmente, mentre per gli altri andiamo al rallentatore. Se dovessimo muoverci alla velocità della luce sembreremmo congelati nel tempo, e gli altri ci sembrerebbero velocizzati.

Quindi, sulla base di queste teorie sulla deformazione di spazio e tempo a causa della costanza della velocità della luce, se viaggiassimo più veloci della luce, il tempo potrebbe scorrere all’indietro. Anzi forse non avrebbe neanche più senso parlare di passato e futuro, avanti ed indietro nel tempo.

a creare fino ad ora problemi riguardo lo sviluppo di teorie per i viaggi nel tempo è anche la legge di causa ed effetto, secondo la quale gli effetti devono sempre seguire le loro cause. Ad esmpio, viaggiare indietro nel tempo e mettere in moto eventi che impediscono la nostra nascita, equivale a mettere l’effetto (me) prima della causa (la mia nascita). In questo modo si violerebbe la legge di causalità e il concetto stesso di causa perderebbe il suo significato.

Viaggi spaziotemporali attraverso i buchi neri

Per le teorie di Einstein la forza di gravità è una conseguenza del modo in cui la massa deforma lo spazio ed il tempo. Più massa è compressa in una regione dello spazio, più lo spazio-tempo è deformato e più il tempo vi è lento. Se la massa è abbastanza compressa, lo spaziotempo sarà talmente deformato da impedire anche alla luce di sfuggire alla sua attrazione gravitazionale, così si forma un buco nero.

Se ci trovassimo quindi nell’orizzonte degli eventi di un buco nero, il tempo sembrerebbe infinitamente lento rispetto al tempo lontano dal buco nero.

Quindi potremmo deformare lo spaziotempo a tal punto da richiuderlo su se stesso ed effettuare dei viaggi nel tempo? La risposta è forse. Per farlo avremmo bisogno di un buco nero attraversabile e di regioni con una densità energetica negativa per stabilizzarlo.

Secondo le attuali leggi fisiche ciò non è possibile, ma la meccanica quantistica potrebbe darci speranze. Infatti per le moderne teorie quantistiche, lo spazio non è vuoto, ma è attraversato da coppie di particelle che vi entrano ed escono.

Se riuscissimo a creare una regione in cui meno coppie di particelle possano entrare ed uscire, questa regione avrebbe una densità negativa rispetto alle altre.

Al momento però trovare una teoria che combini la meccanica quantistica con la teoria della gravità di Einstein rappresenta una vera sfida per la fisica teorica. Per ora l’unica teoria che potrebbe darci una possibilità è la teoria delle stringhe, ovvero la Teoria M. In questa teoria, lo spaziotempo ha 11 dimensioni: una del tempo, 3 dello spazio in cui ci muoviamo ed altre 7 invisibili. Secondo Hawking sarebbe possibile utilizzare una di queste extradimensioni per creare scorciatoie nello spaziotempo.

 

Possiamo quindi fare dei viaggi nel tempo?

La nostra attuale comprensione non può escludere la possibilità di fare dei viaggi nel tempo, ma per ora la risposta è no, non è possibile al momento.

Le teorie di Einstein non riescono a descrivere la struttura dello spaziotempo su scale incredibilmente piccole. E mentre le leggi della natura possono spesso non coincidere con la nostra esperienza quotidiana, esse sono sempre coerenti con se stesse, lasciando quindi poco spazio per i paradossi.

Nonostante il suo giocoso ottimismo, Hawking riconobbe che le leggi della fisica che ancora non conosciamo e che un giorno sostituiranno quelle di Einstein, potrebbero permettere o meno i viaggi nel tempo. Per ora è piuttosto improbabile che oggetti di grandi dimensioni, come un essere umano, saltino casualmente (e non causalmente) avanti ed indietro nel tempo. Questo lascito di Hawking rappresenta la sua “congettura di protezione cronologica”.