Quando si misura il tempo, normalmente assumiamo che gli orologi non influenzino lo spazio e il tempo, e che il tempo può essere misurato con precisione infinita in punti vicini nello spazio. Però, combinando la meccanica quantistica e la teoria della relatività generale di Einstein, i fisici teorici dell'Università di Vienna e dell'Accademia austriaca delle scienze hanno dimostrato un limite fondamentale per la nostra capacità di misurare il tempo. Più preciso è un dato orologio, più "offusca" il flusso del tempo misurato dagli orologi vicini. Come conseguenza, l'ora indicata dagli orologi non è più ben definita. I risultati sono pubblicati nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze degli Stati Uniti d'America (PNAS).

Nella vita di tutti i giorni siamo abituati all'idea che le proprietà di un oggetto possano essere conosciute con una precisione arbitraria. Però, nella meccanica quantistica, una delle principali teorie della fisica moderna, Il principio di indeterminazione di Heisenberg asserisce un limite fondamentale alla precisione con cui si possono conoscere coppie di proprietà fisiche, come l'energia e il tempo di un orologio.

Più preciso è l'orologio, maggiore è l'incertezza nella sua energia. Un orologio arbitrariamente preciso avrebbe quindi un'incertezza illimitata nella sua energia. Questo diventa importante quando si include la teoria della relatività generale di Einstein, l'altra teoria chiave in fisica, nella foto. La relatività generale prevede che il flusso del tempo sia alterato dalla presenza di masse o fonti di energia. Questo effetto, nota come "dilatazione del tempo gravitazionale", fa sì che il tempo scorra più lentamente vicino a un oggetto di grande energia, rispetto alla situazione in cui l'oggetto ha un'energia minore.

Mettere insieme i pezzi

Combinando questi principi della meccanica quantistica e della relatività generale, il gruppo di ricerca guidato da ?aslav Brukner dell'Università di Vienna e dell'Istituto di ottica quantistica e informazione quantistica ha dimostrato un nuovo effetto sull'interazione delle due teorie fondamentali. Secondo la meccanica quantistica, se abbiamo un orologio molto preciso la sua incertezza energetica è molto grande. Per la relatività generale, maggiore è la sua incertezza energetica, maggiore è l'incertezza nel flusso del tempo nelle vicinanze dell'orologio. Mettendo insieme i pezzi, i ricercatori hanno dimostrato che gli orologi posti uno accanto all'altro si disturbano necessariamente a vicenda, risultante alla fine in un flusso di tempo "sfocato". Questa limitazione nella nostra capacità di misurare il tempo è universale, nel senso che è indipendente dal meccanismo sottostante degli orologi o dal materiale di cui sono fatti. "I nostri risultati suggeriscono che dobbiamo riesaminare le nostre idee sulla natura del tempo quando vengono presi in considerazione sia la meccanica quantistica che la relatività generale", dice Esteban Castro, l'autore principale della pubblicazione.