- Alcuni anni fa, Stephen Hawking ha dichiarato di avere “prove sperimentali che il viaggio nel tempo non è possibile”.
- Tuttavia, nel suo ultimo libro “Brevi risposte alle grandi domande” ha anche affermato che la nozione di viaggio nel tempo era una “domanda molto seria”.
- Il ricercatore Peter Millington dell’Università di Nottingham ha scritto un guest post per La Conversazione, nel tentativo di andare a fondo di alcune di queste domande.
Stephen Hawking ha fatto una dichiarazione abbastanza grande nel suo libro finale, uno che dovrebbe servire come spunto di riflessione.
Torniamo al 2009 — Stephen Hawking è seduto in una stanza decorata con palloncini, in attesa dei suoi ospiti. Lo champagne è fresco, un grande buffet è fuori.
È una delle celebrazioni più esclusive di sempre: solo i viaggiatori del tempo dal futuro sono invitati — ma l’astrofisico ha aspettato invano.
A quel tempo, il tentativo di Stephen Hawking di dimostrare che il viaggio nel tempo era possibile fallì. Secondo un rapporto di IFLScience, ha parlato a un simposio nel 2012 e ha detto: “Ho prove sperimentali che il viaggio nel tempo non è possibile.”Ha spiegato che aveva organizzato una festa per i viaggiatori del tempo, ma aveva inviato gli inviti dopo la festa. “Mi sono seduto lì a lungo, ma nessuno è venuto.”
Tuttavia, l’astrofisico non ha esattamente escluso il viaggio nel tempo alla sua morte nel marzo 2018. Nel suo libro postumo “Brevi risposte alle grandi domande”, è tornato di nuovo sull’argomento.
Ha scritto che si trattava di una “domanda molto seria”, aggiungendo anche, tuttavia, che “se si facesse una domanda di borsa di ricerca per lavorare sui viaggi nel tempo sarebbe immediatamente respinta”.
È possibile viaggiare nel tempo? Saremo un giorno in grado di costruire una macchina per viaggiare nel passato e nel futuro? In un guest post per la conversazione, ricercatore Peter Millington della Scuola di Fisica e Astronomia presso l’Università di Nottingham ha cercato di andare a fondo di alcune di queste domande.
La velocità della luce gioca un ruolo decisivo nel viaggio nel tempo
“Diamo per scontata la possibilità di chiamare i nostri amici e familiari ovunque si trovino nel mondo per scoprire cosa stanno facendo in questo momento”, ha scritto Millington. “Ma questo è qualcosa che non possiamo mai sapere. I segnali che trasportano le loro voci e immagini viaggiano incomprensibilmente veloci, ma ci vuole ancora un tempo finito per quei segnali per raggiungerci.”
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La velocità più alta alla quale un segnale o — fisicamente parlando — un’onda elettromagnetica può propagarsi è ciò che è noto come la velocità della luce. È esattamente 299.792.458 metri al secondo. Albert Einstein postulò nel quadro della sua teoria della relatività che la velocità della luce è una costante universale, vale a dire. quella luce si muove sempre alla stessa velocità nel vuoto-e indipendentemente dall’osservatore.
È proprio questa condizione che gioca un ruolo decisivo nella questione se il viaggio nel tempo sia possibile. La legge della causalità deriva dal fatto che nulla può essere più veloce della velocità della luce. La legge afferma che l’effetto di un’azione può verificarsi solo dopo la causa, il che renderebbe impossibile viaggiare nel tempo nel passato. “Per me viaggiare indietro nel tempo e mettere in moto eventi che impediscono la mia nascita è mettere l’effetto (me) prima della causa (la mia nascita)”, ha spiegato Millington.
Il viaggio nel tempo nel futuro è possibile secondo la teoria della relatività di Einstein?
Dalla costanza della velocità della luce ne consegue, tuttavia, che spazio e tempo non devono essere assoluti, ma relativi. Una conseguenza diretta di ciò è che il tempo passa a velocità diverse a seconda della velocità con cui gli oggetti si muovono. Ad esempio, un orologio in movimento in un’auto che si muove a velocità costante spunta più lentamente dal punto di vista di un osservatore a riposo che non è in quella macchina.
Questo è paragonabile a un viaggio nel futuro — anche se la differenza di tempo tra il conducente in movimento e l’osservatore a riposo è solo un miliardesimo di secondo.
Millington ha spiegato il tutto con il seguente esempio: “Se dovessi volare via a una velocità incredibile in un’astronave e tornare sulla Terra, passerebbe meno tempo per me di quanto lo sarebbe per tutti quelli che ho lasciato indietro. Tutti quelli a cui tornavo concludevano che la mia vita era corsa come al rallentatore — sarei invecchiato più lentamente di loro — e concludevo che la loro era corsa come in avanti veloce.”
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E cosa succederebbe se, contrariamente alla teoria della relatività di Einstein, potessimo effettivamente muoverci più velocemente della luce? Sarebbe quindi possibile per noi viaggiare indietro nel tempo?
Le risposte a queste domande non sono semplici. Come ha spiegato Millington, la legge della causalità non poteva più applicarsi in un caso del genere e non potevamo più considerare il tempo come avanti o indietro. Inoltre, la teoria della relatività afferma che massa ed energia sono la stessa cosa. Per tutte le particelle che hanno una “massa a riposo”, ciò significa che è necessaria un’energia infinitamente alta per raggiungere e superare la velocità della luce. Finora, non ci sono particelle conosciute senza una massa a riposo.
Viaggio nel tempo nel futuro attraverso wormhole
Tuttavia, come scrive Stephen Hawking nel suo libro, potrebbe esserci un modo in cui il viaggio nel tempo nel passato potrebbe essere possibile: wormhole che collegano due luoghi lontani nell’universo.
Nella teoria generale della relatività di Einstein, la gravità è una conseguenza del modo in cui la massa deforma lo spazio e il tempo — la massa distorce lo spazio-tempo e questo a sua volta influenza il movimento della massa. In fisica, lo spaziotempo si riferisce alla rappresentazione congiunta dello spazio tridimensionale e del tempo unidimensionale in una struttura matematica quadridimensionale.
“Più massa comprimiamo in una regione di spazio, più lo spaziotempo è deformato e gli orologi vicini più lenti spuntano. Se comprimiamo abbastanza massa, lo spaziotempo diventa così deformato che anche la luce non può sfuggire alla sua attrazione gravitazionale e si forma un buco nero”, ha scritto Millington.
Tuttavia, solo il bordo di questo buco nero è pertinente quando si tratta di viaggiare nel tempo: lì, il tempo passa infinitamente lentamente rispetto a un osservatore lontano: il tuo orologio ticchetterebbe infinitamente lentamente rispetto a quelli lontani da esso. I fisici presumono che i wormhole possano essere formati da buchi neri.
I wormhole sono una sorta di tubi nello spazio-tempo che consentono di passare da A a B alla velocità della luce. Per stabilizzare tale tunnel, tuttavia, sarebbero necessarie posizioni con una curvatura spaziale negativa, vale a dire una densità di energia negativa. Ma una densità di energia può diventare negativa?
La maggior parte delle persone risponderebbe a questa domanda con un sonoro “no”, se basasse la loro risposta sulla fisica classica del 19 ° secolo. La moderna teoria della meccanica quantistica, tuttavia, non esclude l’esistenza di densità di energia negativa: lo spazio vuoto non è vuoto, secondo la meccanica quantistica.
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Invece, è pieno di coppie di particelle che spuntano dentro e fuori dall’esistenza. Una regione in cui un minor numero di coppie è stato permesso di pop dentro e fuori che altrove avrebbe densità di energia negativa.
Tuttavia, come scrive Millington, non esiste ancora una teoria che sposa la teoria della gravità di Einstein con la meccanica quantistica — se il viaggio nel tempo nel passato sia possibile o meno rimarrà uno dei tanti segreti del nostro universo.