Nel 2005 il fisico Amos Ori pubblicò uno studio in cui dimostrava che esiste la possibilità teorica di una macchina del tempo che consenta di ritornare nel passato: una possibilità ricca di implicazioni paradossali.

I viaggi nel tempo sono di sicuro, insieme al contatto con civiltà aliene, il filone più affascinante della fantascienza, oggetto fino a oggi di infiniti libri, racconti, film.

Ma è un tema che non riguarda solo la fantascienza. Alcuni tra i fisici più brillanti si sono infatti cimentati con lo sforzo di individuare un’infrastruttura matematica coerente con le leggi della fisica, che dimostri la possibilità — se non altro teorica — di ritornare indietro nel tempo.

Il tempo, del resto, ha già subito dalla scienza ridefinizioni che ne hanno cambiato radicalmente la percezione.

La teoria della relatività di Einstein, speciale e generale, confermata ormai da un’infinità di esperimenti, ha dimostrato infatti che il tempo fa parte, insieme alle tre dimensioni spaziali, di un unico continuum spazio-temporale, che subisce deformazioni in presenza di intensi campi gravitazionali e di altissime velocità.

Tali deformazioni implicano, tra le altre cose, la perdita della simultaneità. Un astronauta che compisse un viaggio interstellare su un’astronave spinta a velocità prossime a quella della luce, ritornerebbe sulla Terra al termine del viaggio più giovane di un suo ipotetico gemello rimasto nel frattempo a casa. Il tempo biologico di chi viaggia a velocità relativistiche scorre, infatti, più lentamente del tempo biologico di chi è fermo o si muove lentamente. E questo è un fatto, non una speculazione teorica.

Tuttavia, benché sia di difficile comprensione per il senso comune, il cosiddetto paradosso dei gemelli non è un vero paradosso. In esso non c’è alcuna violazione del principio di causalità: entrambi i gemelli percorrono il proprio tempo verso il futuro, solo che lo fanno con velocità differenti.

Altre implicazioni della teoria di Einstein portano invece a conseguenze realmente paradossali. Oggetti di massa estremamente elevata possono in linea teorica curvare lo spaziotempo fino a chiuderlo su se stesso, creando strani “percorsi” denominati closed timelike curves (CTC), ovvero curve spaziotemporali di tipo tempo chiuse. Si tratta di linee di universo che curvano fino a richiudersi su se stesse come anelli, in modo tale che, progredendo verso il futuro, si incontrerebbe a un certo punto il proprio passato.

Una simile possibilità fu posta in luce nel 1949 dal geniale matematico e logico Kurt Gödel, che aveva analizzato le implicazioni più estreme della relatività generale di Einstein.

Proseguendo la linea di analisi aperta da Gödel, l’israeliano Amos Ori, professore di fisica presso l’Istituto Technion di Haifa, pubblicò a luglio 2005 su Physical Review Letters uno studio in cui dimostrava che in teoria è possibile, senza violare alcuna legge fisica, realizzare una macchina del tempo che consenta di viaggiare a ritroso nel tempo.

L’articolo di Ori, intitolato A new time-machine model with compact vacuum core (“Un nuovo modello di macchina del tempo con un nucleo vuoto compatto”), spiegava che il cuore del meccanismo è una regione toroidale, cioè a forma di ciambella, assolutamente vuota, circondata da una regione sferoidale costituita da materia comune: tanta materia, per esempio tutta quella contenuta in un buco nero o in una stella di neutroni. Un’adeguata quantità di materia accumulata nella regione sferoidale all’esterno della ciambella genererebbe, infatti, secondo le equazioni di Ori, un campo gravitazionale così intenso, da curvare lo spaziotempo all’interno della ciambella, fino a produrre curve spaziotemporali di tipo tempo chiuse: le fatidiche CTC permesse dalla relatività generale.

Costruire la macchina del tempo descritta da Ori è molto al di là delle nostre attuali conoscenze e capacità tecnologiche. Ma, ammesso che qualcuno riesca in futuro a costruirla, essa avrebbe comunque un limite invalicabile: il viaggio a ritroso nel tempo sarebbe possibile solo a partire dall’epoca della costruzione del marchingegno in poi. Niente visita al mondo dei dinosauri, insomma.

Inoltre, la compatta regione di vuoto all’interno della ciambella sarebbe intrinsecamente soggetta a fluttuazioni energetiche, dovute alla natura quantistica del vuoto. L’effetto di tali fluttuazioni potrebbe creare instabilità tali, da distruggere le CTC create dal campo gravitazionale prodotto dalla materia al di fuori della ciambella. Non è possibile conoscere a priori l’effetto di queste instabilità: rimane dunque per ora non chiaro se l’idea proposta da Ori potrebbe realmente funzionare (l’autore diede un 50 per cento di probabilità che un giorno qualcuno sarebbe riuscito a costruire la macchina).

Comunque sia, le implicazioni filosofiche dell’articolo pubblicato nel 2005 dal fisico israeliano sono sufficienti a far venire il mal di testa, se solo si cerca di riflettere su cosa realmente significa viaggiare a ritroso nel tempo.

Se la fisica consente che esistano linee spaziotemporali di tipo tempo chiuse, allora tutto il tempo trascorso dall’eventuale costruzione di una macchina del tempo funzionante fino a un qualsiasi giorno successivo alla sua inaugurazione diventerebbe simile a un luogo nello spazio, simile cioè a una località su una mappa: un posto nel tempo, invece che nello spazio, che potremmo decidere di visitare, scendendo, per così dire, alla opportuna fermata della CTC su cui viaggia la nostra macchina del tempo.

Forse esiste una censura cosmica che impedisce a una macchina del tempo di funzionare, in qualunque modo la si costruisca: potrebbero per esempio prodursi inevitabilmente instabilità causate da fluttuazioni quantistiche del vuoto, tali da impedire al viaggio nel tempo di accadere. Ma, se tale censura invece non esistesse, le implicazioni sarebbero — anzi sono — paradossali.

Poniamo dunque, per puro gusto di speculazione, che una macchina del tempo funzionante sia stata realmente costruita. Compro un biglietto e decido di partire verso il mio passato. Cosa succede a quel punto? Se la mia memoria continua a funzionare normalmente, ciò che ricordo dal momento della partenza in poi è il mio passato. Ma, se la macchina funziona e sto realmente viaggiando a ritroso nel tempo, ciò che mi appare nel ricordo come il mio passato, per esempio il momento della partenza, è in realtà il mio futuro, cioè qualcosa che non è ancora accaduto. Impossibile!

L’unico modo per sfuggire al paradosso della memoria — cioè il paradosso di ricordare il proprio futuro — è che il viaggio a ritroso nel tempo funzioni né più né meno che come la pellicola di un film che si riavvolge o come il tasto rewind di un vecchio registratore a cassette. In tal caso, ogni istante del mio viaggio verso il passato sarebbe realmente un momento che ho già vissuto. La mia memoria sarebbe perciò coerente: ricorderei istante per istante solo ciò che mi è già accaduto, ovvero il mio passato. L’unico problema in questa ipotesi è che non avrei la benché minima consapevolezza di viaggiare a ritroso nel tempo…

Per quel che vale, possiamo anche immaginare che un simile modo di viaggiare nel tempo possa un giorno esistere e funzionare. Sarebbe comunque qualcosa di molto diverso dal viaggio nel tempo che ci propinano da decenni libri e film di fantascienza. Non solo non ci sarebbe nessuna consapevolezza del viaggio, ma, soprattutto, nessuna possibilità di modificare il passato: così come il contenuto di un film resta lo stesso se si fa scorrere la pellicola (o il file video) al contrario, analogamente la serie degli eventi della mia vita e il mio ricordo di essi rimarrebbero immutati, per quante volte ripetessi l’esperienza di tornare indietro nel tempo (o la “registrazione”, potremmo dire a questo punto).

Tuttavia, a ben riflettere, neanche questa modalità di “viaggio” nel tempo è esente da contraddizioni. Il problema è il singolo istante, quel momento in un certo senso magico che costituisce l’attimo presente: una specie di nulla, un tempo senza durata sospeso tra il passato e il futuro nel quale alberga l’intera nostra coscienza e consapevolezza di esistere.

Se, per evitare il paradosso della memoria, immagino il viaggio nel passato come l’esperienza di un “nastro” che si riavvolge (cioè gli eventi della mia vita vissuti semplicemente al contrario, dal più recente al più antico), allora non c’è più spazio per la coscienza del presente. Essere consapevoli di qualcosa — un rumore, un colore, una forma, un pensiero — è sempre un atto che presuppone il fluire del tempo presente, cioè un ponte sospeso tra il passato e il futuro, un ponte in cui ogni atto di consapevolezza diventa subito passato e, da quel momento in poi, può continuare a esistere solo nel ricordo. Adesso batto le mani: è il presente. Le ho battute: è un ricordo, è il passato.

Se questo è il modo in cui la coscienza del fluire del tempo funziona, allora non c’è possibilità di essere consapevoli di istanti che si “riavvolgono”, scorrendo verso il passato. Ogni atto di consapevolezza implica infatti che il momento successivo si trovi sempre nel futuro, tra le cose che non sono ancora avvenute, mai nel passato.

Dunque, riassumendo, muoversi a ritroso nel tempo senza creare paradossi implica almeno tre cose:

1. che io non sia consapevole di viaggiare a ritroso nel tempo (altrimenti ricorderei il mio futuro);

2. che non possa modificare il mio passato (nessun film cambia contenuto quando lo si guarda al contrario);

3. che, infine, non possa neppure essere cosciente durante il “viaggio”, perché la consapevolezza di un’esperienza, qualunque essa sia, è sempre un processo che va dal passato verso il futuro. Non accade mai il contrario: il presente, cioè, è come un’infinita cerniera-lampo che scorre sempre in una sola direzione.

Alla fine di tutte queste considerazioni, sono portato a pensare che, se i viaggi verso il passato sono davvero possibili, allora l’unico modo in cui possono accadere senza generare paradossi è in modo del tutto automatico. Forse l’universo ha la possibilità di riavvolgere il “nastro” e ricominciare una storia, o molte storie: solo che non lo sappiamo e, forse, è funzionale alla fisica del fenomeno che noi non lo sappiamo.

Ma, se dovessi fare una scommessa, punterei su un universo in cui viaggiare nel tempo, sia verso il passato sia verso il futuro, cioè saltare in qualche modo il presente, sia impossibile.

Un numero infinito di filosofi e di scienziati ha provato a decifrare il mistero del tempo. Tra tutte le teorie che ho letto finora, quasi nessuna mi ha convinto, principalmente per i paradossi che si producono quando si prova a considerare il tempo — come molti scienziati fanno — una dimensione percorribile nei due sensi, così come le dimensioni spaziali. Personalmente credo che questo sia sia un errore. Anche se il tempo ha un ritmo variabile, come dimostra la teoria della relatività, tuttavia obbedisce a un principio inesorabile: il futuro non c’è ancora, il passato non c’è più. Non c’è quindi la possibilità di fare retromarcia nel tempo o di saltare da un punto all’altro. Tutto ciò che possiamo fare, e che ogni essere fa fin dall’alba dei tempi, è vivere il presente, un istante dopo l’altro!

L’unico scienziato a me noto che abbia formulato una visione del tempo conforme a questa idea è il fisico sperimentale Richard Muller, in un libro pubblicato nel 2016, intitolato “Now” (al quale dedicai una breve recensione in un post di qualche mese fa… a proposito di passato).

Per approfondire:

https://arxiv.org/abs/gr-qc/0503077
http://www.nature.com/news/2005/050711/full/news050711-4.html
http://www.learning-mind.com/time-travel-machine-is-theoretically-feasible-say-scientists/
https://plus.google.com/u/0/+MicheleDiodati/posts/2jw2RKWaRqE
https://plus.google.com/u/0/+MicheleDiodati/posts/5ZDyrbDwA9v
https://plus.google.com/u/0/+MicheleDiodati/posts/2RoKRdNLQ8w

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