Viaggiare nel tempo: Inventato un modello matematico per una macchina del tempo

I fisici hanno proposto quello che affermano essere un modello matematico di una “macchina del tempo” teorica, una scatola che può muoversi avanti e indietro nel tempo e nello spazio. Il trucco, dicono, è usare la curvatura dello spazio-tempo nell’Universo per raddoppiare il tempo in un cerchio per gli ipotetici passeggeri seduti nella scatola, e quel cerchio permette loro di saltare nel futuro e nel passato.

“La gente pensa che il viaggio nel tempo sia qualcosa come la finzione. E tendiamo a pensare che non è possibile perché non lo facciamo davvero”, ha detto il fisico e matematico teorico Ben Tippett dell’Università della British Columbia in Canada. “Però, matematicamente, è possibile”.

Insieme a David Tsang, un astrofisico dell’Università del Maryland, Tippett ha usato la teoria della relatività generale di Einstein per arrivare a un modello matematico di ciò che chiamano “Traversable acausal retrograde domains in spacetime” (Dominio retrogrado non casuale trasversale nello spaziotempo), il cui acronimo è letteralmente TARDIS, esattamente come la celebre macchina del tempo usata dal Dottore, il protagonista della serie di fantascienza Doctor Who.

I ricercatori, che hanno pubblicato la ricerca sulla rivista rivista Classical and Quantum Gravity, non pretendono di avere un modello per una macchina del tempo in stile Doctor Who che possa essere costruita domani stesso. Affermano che i materiali (la cosiddetta “materia esotica”) di cui avremmo bisogno per costruirla sono così “esotici” che non li abbiamo ancora scoperti.

Cosa propongono Tippett e Tsang.

Il modello si basa sull’idea che, invece di guardare l’universo in tre dimensioni spaziali, con la quarta dimensione (tempo) separata, dovremmo immaginare queste quattro dimensioni simultaneamente. Questo ci permette di considerare la possibilità di un continuum spazio-temporale, in cui le diverse direzioni nello spazio e nel tempo sono tutte collegate all’interno del tessuto curvo dell’Universo.

La teoria della relatività di Einstein mette in relazione gli effetti gravitazionali dell’Universo con una curvatura dello spazio-tempo, il fenomeno che si ritiene si trovi dietro le orbite ellittiche di pianeti e stelle. Se lo spazio-tempo fosse “piatto” o non curvo, i pianeti si sposterebbero in linea retta. Ma secondo la relatività, la geometria dello spazio-temporali si curva attorno agli oggetti di grande massa, cosa che obbliga i pianeti a girare intorno alla loro stella.

La curvatura.

Tippett e Tsang sostengono non solo che lo spazio fisico può piegarsi e torcersi nell’Universo: anche il tempo stesso può curvarsi in prossimità di oggetti di grande massa. “La direzione temporale della superficie spazio-temporale mostra la curvatura. Ci sono prove che dimostrano che più si avvicina a un buco nero, il tempo si muove più lentamente”, ha detto Tippett. “Il mio modello di una macchina del tempo usa lo spazio-tempo curvo per curvare il tempo in un cerchio per i passeggeri, non in linea retta. Quel cerchio ci riporta indietro nel tempo”.

La bolla di geometria spazio-temporale.

Per approfittare di questa proprietà teorica, i fisici propongono di creare una sorta di “bolla” di geometria spazio-temporale, che trasporta ciò che vi è dentro attraverso lo spazio e il tempo lungo una grande traiettoria circolare. Se questa bolla può raggiungere velocità superiori alla velocità della luce, cosa che per i ricercatori è matematicamente possibile, questo ci permetterebbe di tornare indietro nel tempo. “È una scatola che viaggia ‘avanti’ e poi ‘indietro’ nel tempo lungo un percorso circolare attraverso lo spazio-tempo”, hanno spiegato i ricercatori nel loro articolo del 2017. “Gli osservatori esterni incantati potrebbero vedere i viaggiatori del tempo all’interno della scatola evoluzionare indietro nel tempo”.

Osservazioni.

Tippett e Tsang dicono che la matematica è buona, il problema ora è che non abbiamo i materiali giusti per costruire ciò che stanno proponendo. “Mentre è matematicamente fattibile, non è ancora possibile costruire una macchina spazio-temporale perché abbiamo bisogno di materiali – che noi chiamiamo “materia esotica” per piegare lo spazio-tempo di queste forme impossibili, ma non sono ancora stati scoperti”, ha detto.

La loro idea richiama un’altra macchina del tempo teorica: l’unità di Alcubierre, che userebbe anche un guscio di materia esotica per trasportare passeggeri nel tempo e nello spazio (ipoteticamente). Entrambe le idee non possono andare molto lontano senza un’idea di come produrre effettivamente questi materiali per raddoppiare spazio e tempo, ma, come sottolinea Tippett, non smetteremo mai di porci domande sulla possibilità di viaggiare nel tempo.

Il sogno di viaggiare nel tempo è destinato a diventare realtà?

Non lo sappiamo con certezza. L’unica cosa certa, afferma Tippett, che “gli esperti nel mio campo hanno esplorato la possibilità di macchine matematiche del tempo dal 1949 e la mia ricerca adesso presenta un nuovo metodo per farlo”.