I viaggi nel tempo fanno regolarmente la loro comparsa nella cultura popolare, con innumerevoli trame di viaggi nel tempo in film, televisione e letteratura. Ma è un'idea sorprendentemente vecchia:si può sostenere che la tragedia greca Edipo Re, scritta da Sofocle oltre 2.500 anni fa, sia la prima storia di viaggio nel tempo.

Ma è davvero possibile viaggiare nel tempo? Data la popolarità del concetto, questa è una domanda legittima. Come fisico teorico, trovo che ci siano diverse possibili risposte a questa domanda, non tutte contraddittorie.

La risposta più semplice è che il viaggio nel tempo non può essere possibile perché se lo fosse, lo faremmo già. Si può sostenere che sia proibito dalle leggi della fisica, come la seconda legge della termodinamica o della relatività. Ci sono anche sfide tecniche:potrebbe essere possibile ma comporterebbe grandi quantità di energia.

C'è anche la questione dei paradossi del viaggio nel tempo; possiamo, ipoteticamente, risolverli se il libero arbitrio è un'illusione, se esistono molti mondi o se il passato può essere solo assistito ma non sperimentato. Forse il viaggio nel tempo è impossibile semplicemente perché il tempo deve scorrere in modo lineare e non abbiamo alcun controllo su di esso, o forse il tempo è un'illusione e il viaggio nel tempo è irrilevante.

Leggi della fisica

Poiché la teoria della relatività di Albert Einstein, che descrive la natura del tempo, dello spazio e della gravità, è la nostra teoria più profonda del tempo, vorremmo pensare che il viaggio nel tempo sia proibito dalla relatività. Sfortunatamente, uno dei suoi colleghi dell'Institute of Advanced Study, Kurt Gödel, ha inventato un universo in cui il viaggio nel tempo non era solo possibile, ma il passato e il futuro erano inestricabilmente intrecciati.

Possiamo effettivamente progettare macchine del tempo, ma la maggior parte di queste proposte di successo (in linea di principio) richiedono energia negativa, o massa negativa, che non sembra esistere nel nostro universo. Se fai cadere una pallina da tennis di massa negativa, cadrà verso l'alto. Questa argomentazione è piuttosto insoddisfacente, poiché spiega perché in pratica non possiamo viaggiare nel tempo solo coinvolgendo un'altra idea, quella di energia negativa o di massa, che non comprendiamo davvero.

Il fisico matematico Frank Tipler ha concettualizzato una macchina del tempo che non implica una massa negativa, ma richiede più energia di quella esistente nell'universo.

Il viaggio nel tempo viola anche la seconda legge della termodinamica, che afferma che l'entropia o la casualità devono sempre aumentare. Il tempo può muoversi solo in una direzione, in altre parole, non puoi riordinare un uovo. Più specificamente, viaggiando nel passato stiamo andando da ora (uno stato di alta entropia) nel passato, che deve avere un'entropia inferiore.

Questa argomentazione ha avuto origine dal cosmologo inglese Arthur Eddington ed è nella migliore delle ipotesi incompleta. Forse ti impedisce di viaggiare nel passato, ma non dice nulla sul viaggio nel tempo nel futuro. In pratica, è altrettanto difficile per me viaggiare fino a giovedì prossimo come lo è viaggiare fino a giovedì scorso.

Risolvere i paradossi

Non c'è dubbio che se potessimo viaggiare liberamente nel tempo, ci imbatteremmo nei paradossi. Il più noto è il "paradosso del nonno":si potrebbe ipoteticamente utilizzare una macchina del tempo per viaggiare nel passato e uccidere il nonno prima del concepimento del padre, eliminando così la possibilità della propria nascita. Logicamente, non puoi esistere e non esistere.

Il romanzo contro la guerra di Kurt Vonnegut "Slaughterhouse-Five", pubblicato nel 1969, descrive come eludere il paradosso del nonno. Se il libero arbitrio semplicemente non esiste, non è possibile uccidere il proprio nonno in passato, poiché non è stato ucciso in passato. Il protagonista del romanzo, Billy Pilgrim, può viaggiare solo in altri punti della sua linea del mondo (la linea temporale in cui esiste), ma non in nessun altro punto dello spazio-tempo, quindi non potrebbe nemmeno pensare di uccidere suo nonno.

L'universo in "Slaughterhouse-Five" è coerente con tutto ciò che sappiamo. La seconda legge della termodinamica funziona perfettamente al suo interno e non c'è conflitto con la relatività. Ma non è coerente con alcune cose in cui crediamo, come il libero arbitrio:puoi osservare il passato, come guardare un film, ma non puoi interferire con le azioni delle persone al suo interno.

Potremmo consentire effettive modifiche del passato, in modo da poter tornare indietro e uccidere nostro nonno o Hitler? Esistono diverse teorie sul multiverso che suppongono che ci siano molte linee temporali per diversi universi. Anche questa è una vecchia idea:in "A Christmas Carol" di Charles Dickens, Ebeneezer Scrooge sperimenta due linee temporali alternative, una delle quali porta a una morte vergognosa e l'altra alla felicità.

Il tempo è un fiume

L'imperatore romano Marco Aurelio scriveva che:"Il tempo è come un fiume fatto di avvenimenti che accadono, e un torrente violento; poiché appena una cosa è stata vista, essa viene portata via, e un'altra viene al suo posto, e questo sarà portato via anche lui."

Possiamo immaginare che il tempo scorra oltre ogni punto dell'universo, come un fiume attorno a una roccia. Ma è difficile rendere l'idea precisa. Un flusso è un tasso di cambiamento:il flusso di un fiume è la quantità di acqua che passa per una determinata lunghezza in un dato tempo. Quindi, se il tempo è un flusso, è alla velocità di un secondo al secondo, il che non è un'intuizione molto utile.

Il fisico teorico Stephen Hawking ha suggerito che deve esistere una "congettura di protezione della cronologia", un principio fisico ancora sconosciuto che vieta il viaggio nel tempo. Il concetto di Hawking nasce dall'idea che non possiamo sapere cosa succede all'interno di un buco nero, perché non possiamo ricavarne informazioni. Ma questo argomento è ridondante:non possiamo viaggiare nel tempo perché non possiamo viaggiare nel tempo!

I ricercatori stanno studiando una teoria più fondamentale, in cui il tempo e lo spazio "emergono" da qualcos'altro. Questa viene chiamata gravità quantistica, ma sfortunatamente non esiste ancora.

Quindi è possibile viaggiare nel tempo? Probabilmente no, ma non lo sappiamo per certo! + Esplora ulteriormente

Il viaggio nel tempo potrebbe essere possibile, ma solo con linee temporali parallele

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.