Il viaggio nel tempo è possibile, ma solo utilizzando qualcosa dotato di massa infinita

La natura non consente modifiche alla sua storia passata ma potrebbe esistere qualche trucco per aggirare questo divieto. È però possibile applicarli?

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il viaggio nel tempo è possibile?

Il concetto di viaggio nel tempo ha sempre catturato l’immaginazione di fisici e laici allo stesso modo. Ma è davvero possibile?

Ovviamente si. Viaggiamo nel tempo in ogni momento e siamo tutti in viaggio verso il futuro, un secondo alla volta.

Ma non era esattamente a quello che stavamo pensando, vero?

Ok, quindi, possiamo spostarci molto più avanti nel futuro? Ancora, la risposta è: assolutamente si. Se potessimo viaggiare ad una velocità prossima a quella della luce, o in prossimità di un buco nero, il tempo rallenterebbe permettendoci di viaggiare arbitrariamente lontano nel futuro.

Ma, ancora, non era esattamente questo cui stavamo pensando. La domanda davvero interessante è se possiamo tornare indietro nel passato.

In un articolo comparso sulla rivista Classical and Quantum Gravity viene descritto come costruire una macchina del tempo abbastanza semplice.

Curve a tempo chiuso

La teoria della relatività generale di Einstein consente la possibilità di deformare il tempo a un livello così alto che si ripiega su se stesso, determinando un loop temporale. Immaginiamo di viaggiare lungo questo anello, ad un certo punto finiremmo per raggiungere un momento del passato dal quale inizieremo a sperimentare i momenti già vissuti, tutto da capo, un po’ come il deja vu, a meno che non proviamo a cambiarlo.

Tali costrutti sono spesso indicati come “curve temporali chiuse” o CTC nella letteratura di ricerca, e comunemente definiti “macchine del tempo“. Le macchine del tempo sono un sottoprodotto di efficaci schemi di viaggio più veloci della luce e la loro comprensione può migliorare la nostra comprensione di come funziona l’universo.

Qui vediamo un loop temporale. Il verde mostra la via corta attraverso il wormhole. Il rosso mostra la lunga strada attraverso lo spazio normale. Poiché il tempo di percorrenza sul percorso verde potrebbe essere molto piccolo rispetto al rosso, un wormhole può consentire la possibilità di viaggiare nel tempo. Panzi , CC BY-SA

Negli ultimi decenni, noti fisici come Kip Thorne e Stephen Hawking hanno prodotto un lavoro seminale su modelli relativi alle macchine del tempo.

La conclusione generale che è emersa dalle ricerche precedenti, comprese quelle di Thorne e Hawking, è che la natura proibisce i cicli temporali. Ciò è forse meglio spiegato nella “Consezione di protezione della cronologia” di Hawking, che afferma essenzialmente che la natura non consente modifiche alla sua storia passata, risparmiandoci così dai paradossi che possono emergere se i viaggi nel tempo fossero possibili.

Forse il più noto tra questi paradossi che emergono a causa del viaggio nel tempo nel passato è il cosiddetto “paradosso del nonno” in cui un viaggiatore torna nel passato e uccide il proprio nonno. Ciò altera il corso della storia in modo che emerga una contraddizione: il viaggiatore non è mai nato e quindi non può esistere. Ci sono stati molti film e nuovi studi basati sui paradossi derivati ​​dai viaggi nel tempo – forse alcuni dei più popolari sono i film “Ritorno al futuro” e “Ricomincio da capo“.

Questione esotica

A seconda dei dettagli, possono intervenire diversi fenomeni fisici per impedire che le curve temporali chiuse si sviluppino nei sistemi fisici. Il più comune è la necessità di un particolare tipo di materia “esotica” che deve essere presente affinché esista un ciclo temporale. In parole povere, la materia esotica è materia che ha massa negativa. Il problema è che la massa negativa, per quanto ne sappiamo, non esiste in natura.

Caroline Mallary, una studentessa in corso di dottorato presso l’Università del Massachusetts, a Dartmouth, ha pubblicato un nuovo modello per una macchina del tempo nella rivista Classical & Quantum Gravity. Questo nuovo modello non richiede alcun materiale di massa esotica negativa e propone un design molto semplice.

Il modello di Mallary consiste di due auto super lunghe, costruite con materiali non esotici e con massa positiva, parcheggiate in parallelo. Una delle auto avanza rapidamente, lasciando l’altra parcheggiata. Mallary è stato in grado di dimostrare che in tale configurazione, è possibile trovare un loop temporale nello spazio tra le auto.

Un’animazione mostra come funziona il ciclo temporale di Mallary. Quando il veicolo spaziale entra nel ciclo temporale, appare anche il suo sé futuro e si può risalire alle posizioni di entrambi in ogni momento successivo. Questa animazione è dalla prospettiva di un osservatore esterno, che sta osservando l’astronave entrare ed emergere dal loop temporale.

Quindi è possibile costruire una macchina del tempo?

Se sospetti che ci sia un problema, hai ragione. Il modello di Mallary richiede che il centro di ogni auto abbia una densità infinita. Ciò significa che devono contenere oggetti chiamati singolarità, che possiedono una densità, una temperatura e una pressione infinite. Inoltre, a differenza delle singolarità presenti all’interno dei buchi neri, che le rende totalmente inaccessibili dall’esterno, le singolarità nel modello di Mallary sono completamente nette e osservabili, e quindi hanno veri effetti fisici.

I fisici non si aspettano nemmeno che oggetti così peculiari esistano in natura. Quindi, sfortunatamente, non sarà possibile costruire una macchina del tempo in tempi brevi.

Tuttavia, questo lavoro dimostra che i fisici dovrebbero approfondire le loro idee sul perché le curve temporali chiuse sono apparentemente proibite in natura.

Fonti: iop.org; arXiv