E' possibile il viaggio nel tempo?


Mary e John Gribbin


In uno degli sviluppi più sfrenati degli ultimi decenni della scienza più seria i ricercatori dalla California a Mosca si sono messi ad investigare il viaggio nel tempo. Fino ad ora non si sono messi a costruire macchinari del tipo di TARDIS nei loro laboratori, ma hanno realizzato che secondo le equazioni della teoria generale della relatività di Albert Einstein (la migliore teoria su tempo e spazio che abbiamo), non c’è niente nelle leggi della fisica a vietare il viaggio nel tempo. Potrebbe essere estremamente difficile metterlo in pratica, ma non è impossibile.

Suona come fantascienza, ma la cosa è presa in modo così serio dai relativisti che alcuni di loro hanno proposto che ci deve essere una legge di natura per prevenire il viaggio temporale e di conseguenza prevenire i paradossi che ne conseguono, anche se nessuno ha una benché minima idea su come possa operare una tale legge. Il paradosso classico, naturalmente, accade quando una persona viaggia indietro nel tempo e fa qualche cosa per prevenire la propria nascita (uccidere la propria nonna da bambina, nell’esempio più sanguinario, o semplicemente accertandosi che i propri genitori non si mettano mai assieme, come in Ritorno al futuro). Questo va contro ogni logica, dicono gli scettici e perciò deve esserci una legge che gli si opponga. Più o meno si tratta dello stesso argomento che era usato per provare che il viaggio spaziale è impossibile.

E allora, che cosa ci dicono le equazioni di Einstein se spinte al limite? Come ci si può aspettare la possibilità del viaggio temporale coinvolge quelli che sono gli oggetti più estremi, i buchi neri. E poiché la teoria di Einstein è una teoria dello spazio e del tempo, non dovrebbe esserci sorpresa alcuna se i buchi neri offrono, in principio, un modo per viaggiare attraverso lo spazio, ma anche attraverso il tempo. Un buco nero comune, comunque, non funzionerebbe. Se un tale buco nero si fosse formato da un grumo di materiale non rotante, se ne starebbe semplicemente nello spazio ad inghiottire tutto ciò che gli arriva a tiro. Al cuore di un tale buco nero c’è un punto conosciuto come singolarità, un punto dove spazio e tempo cessano di esistere e la materia è compressa fino ad una densità infinita. Trenta anni fa Roger Penrose (attualmente alla Oxford University) ha provato che qualsiasi cosa cadesse in un buco nero di questo tipo sarebbe transitata nella singolarità dalla sua spinta gravitazionale e tolta di.

Ma negli anni ‘60 il matematico neozelandese Roy Kerr scoprì che le cose sono differenti se il buco nero è rotante. Si forma pur sempre una singolarità, ma sotto forma di anello, come la menta col buco. In principio sarebbe possibile immergersi in un buco nero di questo tipo e passare attraverso l’anello per emergere in un altro luogo ed in un altro tempo. Questa "soluzione Kerr" è stato il primo esempio matematico di macchina del tempo, ma allora nessuno la prese sul serio. A quel tempo non ci fu quasi nessuno che prendesse seriamente l’idea dei buchi neri e l’interesse nella soluzione Kerr si sviluppò solo negli anni ‘70, dopo che gli astronomi scoprirono quelli che sembravano essere dei veri buchi neri, sia nella nostra Via Lattea che nel cuore di altre galassie.

Ciò portò ad una proliferazione di pubblicazioni popolari che dichiaravano, per il disappunto dei relativisti, che il viaggio nel tempo poteva essere possibile. Negli anni’80, comunque, Kip Thorne, del CalTech (uno dei principali esperti al mondo sulla teoria generale della relatività) ed i suoi colleghi si misero a provare una volta per tutte che tali sciocchezze non erano ammesse realmente dalle equazioni di Einstein. Studiarono la situazione da tutte le parti ma furono costretti alla conclusione non tanto gradita che non c’era realmente nulla nelle equazioni che vietasse il viaggio nel tempo ammesso che si abbia la tecnologia per manipolare i buchi neri (e questa è una grossa clausola restrittiva). Accanto alla soluzione Kerr sono permessi altri tipi di macchine del tempo da buchi neri, incluse combinazioni descritte con efficace vivacità come "wormhole", in cui un buco nero in un determinato luogo e tempo è connesso ad un buco nero in un altro luogo e un altro tempo (o allo stesso luogo in un tempo differente) attraverso una "gola". Thorne ha descritto alcune di queste possibilità in un libro recente, Black Holes and Time Warps (Picador), che è stracolmo di informazioni ma tutt’altro che di facile lettura. Ora, Michio Kaku, un professore di fisica di New York, si è presentato con una variazione sul tema più accessibile col suo libro Hyperspace (Oxford UP), che (a differenza del libro di Thorne) include almeno una discussione sul contributo di ricercatori come Robert Heinlein nello studio del viaggio temporale. Il Big Bang, la teoria stringa, i buchi neri e i baby-universi, tutti trovano qui menzione, ma è il capitolo sul come costruire una macchina del tempo che fornisce la lettura più affascinante.

"La maggior parte degli scienziati, che non hanno studiato seriamente le equazioni di Einstein," afferma Kaku, "liquidano il viaggio temporale come stupidaggini". E poi continua con lo spiegare perché quei pochi scienziati che hanno studiato seriamente le equazioni di Einstein siano meno categorici. La pagina che preferiamo è quella riempita da un diagramma che mostra lo strano alberi genealogico di un individuo che cerca di essere sia il padre di se stesso/a che la madre di se stesso/a, basato sul racconto di Heinlein "All you zombies". E la descrizione di Kaku di una macchina del tempo è qualcosa che avrebbe fatto felici i fan del Dr Who e di H.G.:

…consiste di due camere con ognuna che contiene due piatti di metallo paralleli. Gli intensi campi elettrici creati tra ogni coppia di piatti (molto più grandi di qualsiasi cosa possibile con l’odierna tecnologia) lacera la trama dello spaziotempo creando un buco nello spazio che collega le due camere.

Avvantaggiandosi della teoria speciale della relatività di Einstein, che afferma che il tempo scorre lento per un oggetto in movimento, una delle due camere viene poi spedita in un lungo e veloce viaggio e poi riportata indietro: il tempo trascorrerebbe in modo diverso ai due capi del wormhole, [e] e chiunque cadrebbe in uno dei capi del wormhole verrebbe spinto istantaneamente nel passato o nel futuro [allorché emergerebbe dall’altro capo].

E tutto questo, è bene sottolineare, è stato pubblicato da scienziati seri su riviste rispettabili del calibro di Physical Review Letters (non ci credete? Controllate il volume 61, pagina 1446). Comunque, come si sarà notato, la tecnologia richiesta è sorprendente, in quanto richiede di prendere ciò che ammonta ad un buco nero per un viaggio attraverso lo spazio ad una frazione che si avvicina alla velocità della luce. Non abbiamo mai detto che sarebbe stata una cosa facile! E allora come si aggirano i paradossi? Gli scienziati hanno una risposta anche a questo. E’ ovvio se ci si pensa sopra, tutto ciò che si deve fare è di aggiungere un contributo giudizioso dalla teoria quantistica al viaggio temporale permesso dalla teoria della relatività. Fintanto che si è un esperto in entrambe le teorie si può trovare un modo per evitare i paradossi.

Funziona in questo modo. Secondo un’interpretazione della fisica quantistica (ci sono molte interpretazioni e nessuno sa qual è quella "giusta", se mai ne esista una), ogni volta che un oggetto quantistico, come un elettrone, è di fronte ad una scelta, il mondo si divide per permettergli di accettare ognuna delle possibilità offerte. Nell’esempio più semplice l’elettrone si potrebbe trovare di fronte ad una parete con due buchi, di modo che potrebbe attraversare un buco o un altro. L’Universo si divide in modo che in una delle versioni della realtà (un gruppo di dimensioni relative) attraversa il buco sulla sinistra, mentre nell’altra va attraverso il buco sulla destra. Spinta al limite questa interpretazione afferma che l’Universo è scisso in copie tendenti all’infinito di se stesso, tutte variazioni su un tema di base, in cui tutti i risultati possibili di tutti i possibili "esperimenti" devono accadere in qualche luogo del "multiverso". C’è quindi, per esempio, un Universo in cui i laburisti sono al governo da 15 anni e si trovano sotto la minaccia di un risorgente partito Tory guidato dal giovane e vibrante John Major.

E come risolve tutto ciò i paradossi? Così. Si supponga qualcuno che torna indietro nel tempo per uccidere la propria nonna da bambina. In questo quadro del multiverso si è recato ad un punto di biforcazione della storia. Dopo aver ucciso la nonna torna in avanti nel tempo, ma in un diverso ramo del multiverso. In Questo ramo della realtà non è mai nato, ma non c’è nessun paradosso in quanto nell’universo della porta accanto la nonna è viva e vegeta cosicché l’assassino è potuto nascere ed è potuto andare indietro nel tempo per commettere il suo misfatto!

Ancora una volta sembra fantascienza e ancora una volta gli scrittori di fantascienza sono arrivati per primi. Ma questa idea degli universi paralleli e delle storie alternate come soluzione ai paradossi del viaggio del tempo si sta prendendo in modo serio da alcuni (anche se non molti) ricercatori, incluso David Deutsch, ad Oxford. La loro ricerca riguarda sia il tempo che le dimensioni relative nello spazio. Non è che se ne potrebbe ricavare un simpatico acronimo: TARDIS (time and relative dimensions in space)?


© John Gribbin, titolo origiale Is time travel possible?, traduzione italiana Danilo Santoni