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23 gennaio 2012

Festival delle Scienze 2012: un'appendice

Un loop nel tempo? 
Per quelli che non ce l'hanno fatta a essere all'Auditorium di Roma per il Festival delle Scienze terminato ieri, ma anche per chi c'è stato e vuole qualche ricordo delle quattro giornate, di seguito ci sono i link per riascoltare le puntate di Radio3Scienza con interviste a molti dei protagonisti (io sono stato ospite nella prima): prima, seconda, terza e quarta.

Qui sotto, invece, c'è la trascrizione più o meno fedele delle cose che ho detto per introdurre la lectio magistralis di Richard J. Gott sui viaggi nel tempo (che Gott ha condito con momenti "mostra e dimostra", tra cui un loop temporale riprodotto con una pista per macchinine - vedi foto).

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“Se un uomo passa un’ora con una bella ragazza, quell’ora gli sembrerà un minuto. Fatelo invece sedere su una stufa bollente, e un minuto gli sembrerà un’ora”.

Pare che Einstein usasse questa metafora per far comprendere l’idea di tempo in relatività: una metafora un po’ fiacca, se posso permettermi, perché in realtà il cambiamento che Einstein ha introdotto rispetto alla nostra nozione intuitiva di tempo è molto più radicale. Il tempo scorre davvero in maniera diversa per diversi osservatori, non semplicemente per il risultato di un’impressione soggettiva. Due eventi che sono simultanei per un osservatore, non lo sono per un secondo osservatore che si muove rispetto al primo. Questa, e altre conseguenze temporali della relatività einsteiniana, sono state provate sperimentalmente molte volte nell’ultimo secolo. Insomma, il tempo non scorre in modo uniforme e immutabile.

Solo 10 anni prima che Einstein formulasse la teoria della relatività, HG Wells aveva fantasticato sulla possibilità di muoversi nel tempo così come ci si muove nello spazio. Scommetto che ognuno di voi, prima o poi, ha pensato che gli piacerebbe poter usare una macchina del tempo, magari per riparare a qualche errore fatto in passato, o per conoscere il futuro in anticipo. Ecco: dopo Einstein, questa idea assurda, l’idea di poter viaggiare nel tempo, non è poi così assurda, almeno in linea di principio – in pratica è un altro paio di maniche.

In realtà, il merito di aver dimostrato la possibilità teorica dei viaggi nel tempo non è solo di Einstein, ma anche di altri fisici che sono venuti molto dopo di lui. E se vi interessano i viaggi nel tempo siete fortunati, perché uno di questi fisici è qui su questo palco. Richard Gott, professore di astrofisica a Princeton, qualche anno fa ha trovato una soluzione delle equazioni della relatività generale di Einstein che permette di viaggiare nel tempo, o meglio – come dicono i fisici – di creare linee temporali chiuse: degli anelli nel tempo, che possono essere usati per tornare indietro nel passato. I dettagli ve li spiegherà meglio il professor Gott tra qualche istante, ma intanto vi anticipo che ci sono di mezzo degli oggetti chiamati stringhe cosmiche. E qui iniziano le note dolenti: primo, perché i cosmologi non hanno finora trovato prove che questi oggetti esistano davvero; secondo, perché per manipolare oggetti di questo tipo e usarli per viaggiare nel tempo ci vorrebbero capacità tecnologiche inimmaginabili. Comunque, la possibilità teorica c’è, quindi non si sa mai.

Per inciso, il professor Gott ha anche ideato un argomento – chiamato “del giudizio universale” – per stimare la probabilità di sopravvivenza della specie umana. Oggi non ce ne parlerà – ed è un peccato, perché è un metodo ingegnoso ma anche controverso. Vi dico però che in base a questi calcoli l’umanità avrebbe ancora davanti a sé tra i 5100 e i 7.8 milioni di anni (al 95% di confidenza).

Tornando ai viaggi nel tempo, come dicevo, la macchina del tempo di Gott è solo una delle possibilità previste dalla teoria di Einstein. La prima, storicamente, è la soluzione trovata dal logico Kurt Gödel negli anni Quaranta del XX secolo, che per creare linee temporali chiuse richiedeva un intero universo in rotazione su se stesso. Negli anni Sessanta, ci sono state le soluzioni basate sui buchi neri rotanti, e negli anni Ottanta il fisico Kip Thorne ha ideato una macchina del tempo basata sui wormhole, tunnel che connettono due punti distanti dello spaziotempo. I lavori scientifici di Thorne furono stimolati dall’astronomo Carl Sagan, che in quel periodo stava scrivendo un romanzo di fantascienza, Contact, e aveva bisogno di un metodo scientificamente corretto per coprire grandi distanze cosmiche. Dopo aver risposto alla richiesta di Sagan, Thorne si rese conto che manipolando i wormhole non solo ci si poteva spostare rapidamente nell’universo, ma era anche possibile viaggiare nel tempo. Naturalmente, tutte queste soluzioni sono teoricamente corrette, ma irrealizzabili praticamente.

Un altro modo per viaggiare nel tempo è quello di inviare segnali a velocità maggiori di quella della luce. Come sappiamo, ciò non è possibile per la teoria della relatività, ma c’è chi ha ipotizzato l’esistenza di particelle ipotetiche, chiamate tachioni, in grado di muoversi più rapidamente della luce. Se fosse possibile realizzare una radio a tachioni, si potrebbe trasmettere indietro nel passato. Per quello che ne sappiamo, i tachioni non esistono: ma solo pochi mesi fa, l’esperimento Opera ha sembrato mostrare che altre particelle, i neutrini, potrebbero viaggiare più velocemente della luce, cosa che però al momento è ancora tutta da confermare.

Al di là della realizzazione pratica dei viaggi nel tempo, che al momento sembra impossibile, ci sono anche seri problemi concettuali legati ai possibili paradossi che potrebbero sorgere. Per esempio: se vado nel passato e uccido un mio antenato, io non dovrei mai nascere. Ma allora come ho fatto ad andare nel passato? Per questo, nonostante le equazioni di Einstein consentano teoricamente soluzioni che ammettono la possibilità dei viaggi nel tempo, molti fisici pensano che la natura abbia in serbo qualche principio che ne impedisca la realizzazione pratica. Altri pensano che se anche potessimo viaggiare nel passato, arrivati lì ci renderemmo conto che, qualunque azione provassimo a compiere, non saremmo in grado di alterare la storia. Oppure, c’è chi pensa che ogni cambiamento nel corso degli eventi porterebbe alla creazione di universi paralleli che evolverebbero ciascuno lungo una diversa linea temporale, evitando qualunque paradosso.

Insomma, non abbiamo molte certezze, se non quella che riflettere sui viaggi nel tempo è divertentissimo. E quindi, buon divertimento con la lectio magistralis del professor Richard Gott.
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