Viaggi spazio-temporali

di Alessandro Sasso.

E' possibile aprire uno spiraglio sul passato? Possiamo trovare una scorciatoia per il futuro? Può, in sostanza, la tecnologia permettere all'uomo di dominare il tempo?

La risposta viene da Stephen Hawking, l'illustre matematico ed astrofisico britannico da lungo tempo vittima di una grave atrofia muscolare progressiva. Il professor Hawking risponde a questi interrogativi in maniera sorprendente, senza lasciare spazio a dubbi: tutto questo è possibile.

"Fino a pochi anni fa", spiega infatti lo scienziato, "nel programma The mysteries of the universe viaggiare nel tempo era visto come una sorta di eresia scientifica, come una favola da fantascienza. Oggi, invece, grazie ai progressi della ricerca negli ultimi cento anni, è possibile dimostrare come viaggiare nel tempo sia una possibilità reale".

Secondo il famoso cosmologo, esistono diversi modi per compiere un viaggio del genere, tutti compatibili con le leggi scientifiche in nostro possesso.

Tutto parte dal concetto fisico di tempo. Il tempo, come la lunghezza, la larghezza e la profondità, rappresenta una dimensione che caratterizza qualsiasi cosa nello spazio: l'uomo, ad esempio, che vive circa ottant'anni; le stelle, che durano miliardi di anni; o alcuni microrganismi, che esistono per pochi millesimi di secondo.

Viaggiare nel tempo significa viaggiare in questa quarta dimensione, proprio come un'automobile sportiva viaggia nelle prime tre.

"Per un momento", suggerisce Hawking, "pensiamo alla fantascienza". In quasi tutti i film di questo genere, infatti, i protagonisti viaggiano nel tempo utilizzando delle ‘finestre’ spazio-temporali, che potrebbero catapultarli chissà dove, e quando. Queste finestre, dimostra Hawking, in realtà esistono, tanto che gli scienziati hanno dato loro anche un nome: ‘cunicoli’.

L'esistenza di questi cunicoli viene subito dimostrata.

Il tempo, spiega lo scienziato, è una dimensione piuttosto irregolare; analoga, in questa caratteristica, alle altre tre dimensioni dello spazio. Così come una estremamente liscia, ‘perfetta’ palla da biliardo in realtà presenta delle irregolarità a livello molecolare, anche il tempo presenta delle discrepanze e dei vuoti infinitesimali. Queste anomalie si trovano ad un livello sub-atomico della materia chiamato ‘schiuma quantistica’, dove si formano, si dissolvono e si riformano, raggiungendo a stento dimensioni milioni di volte inferiori ad un trimiliardesimo di centimetro. Secondo Hawking queste anomalie, se ingigantite artificialmente, possono essere usate come delle scorciatoie spazio-temporali.

Ma è possibile calcolare dove e quando ci si ritroverà? Si può, in linea di massima, sapere almeno in che direzione si effettuerà il ‘viaggio’? Questi ‘cunicoli’ sono dei tunnel verso il passato o verso il futuro?

Su questo punto, stranamente, tutti gli scienziati si trovano d'accordo; i viaggi nel tempo si possono effettuare in una sola direzione: nel futuro.

Esistono, infatti, diverse dimostrazioni all'impossibilità di viaggiare nel passato: la più conosciuta è la possibilità dei paradossi. Tra questi, il più famoso è il ‘paradosso del nonno’.

Poniamo un attimo che sia possibile viaggiare nel passato. Ipotizziamo così che uno scienziato pazzo, tramite un cunicolo allargato, ritorni nel passato ai tempi di gioventù del nonno, e per una sua ragione lo uccida. Cosa ne consegue? Il nonno, morto, non potrà più generare suo figlio, che a sua volta non genererà mai lo scienziato pazzo. Dunque lo scienziato non è mai esistito. Ma allora chi ha ucciso il nonno?

La possibilità di questo paradosso (e come di questo, di tanti altri), è la dimostrazione del perché i viaggi nel passato siano impossibili in fisica. Essi esulano, infatti, da due delle leggi fondamentali dell'universo: le cause precedono sempre gli effetti; i fatti compiuti non possono mai annullarsi da soli.

Quindi i cunicoli rendono possibili i solo viaggi verso il futuro, che sarebbero tra l'altro senza ritorno. A questo si aggiunge la difficoltà delle loro dimensioni, che sono, in natura, troppo piccole per il passaggio di un qualsiasi essere vivente.

Ma quello dei ‘cunicoli’ non è il solo metodo per compiere viaggi spazio-temporali: esistono altre due possibilità, entrambe teorizzate nel secolo scorso.

Per arrivare a comprendere la prima di queste, è utile equiparare il tempo alle acque di un fiume. Queste non scorrono ad una velocità costante lungo tutto il suo corso, poiché lungo un fiume sono sempre presenti ostacoli come rocce o detriti che ne rallentano il corso in determinati punti. Così è il tempo; esso non scorre in maniera uniforme in tutti i punti dello spazio, ma varia a secondo dei luoghi: in alcuni punti scorre più velocemente, in altri più lentamente.

Ma a cosa è dovuto il rallentamento o l'accelerazione dello scorrere del tempo? A questo interrogativo rispose Albert Einstein quasi un secolo fa: "Nello spazio, un corpo di massa considerevole, come ad esempio un pianeta o una stella, genera un ‘attrito’ con lo scorrere del tempo, proprio come delle rocce generano un attrito con lo scorrere delle acque di un fiume". In parole povere, nelle vicinanze di un corpo molto pesante, lo scorrere del tempo rallenta. Viceversa, il tempo accelera man mano che da quel corpo ci si allontana.

Prendiamo ad esempio i 31 satelliti in orbita attorno alla Terra per la navigazione satellitare: essi hanno a disposizione dei particolari cronografi sensibili fino al miliardesimo di secondo, e sono proprio questi cronografi, tarati perfettamente, a confermare quest'incredibile ipotesi. Essendo più lontani di noi dalla Terra, che svolge un azione di attrito temporale, il tempo per loro scorre più velocemente: esattamente, ogni giorno guadagnano rispetto all'umanità la bellezza di tre miliardesimi di secondo. Sembrerebbe uno scarto minuscolo, ma non sorvoliamo su questo problema solo perché infinitesimale: se questi cronografi non azzerassero lo sfasamento in questione allo scadere di ogni giorno, si verrebbero a creare dei gravi problemi nella navigazione satellitare.

Il perché di questo ‘scarto temporale’ così ridotto, comunque, risiede nell'altrettanto ridotta dimensione della Terra. Essa genera poco attrito temporale, poiché è un corpo celeste dalla massa modesta. Ma se provassimo ad avvicinarci ad un buco nero, il corpo celeste con la più grande massa dell'universo, che cosa succederebbe?

Il buco nero posizionato al centro della nostra galassia, ad esempio, ha una massa 26 milioni di volte superiore a quella del Sole, una massa concentrata in uno spazio molto, molto ridotto. L'attrazione gravitazionale di un corpo tale è così formidabile che anche la luce viene catturata da esso, e così il buco nero è avvolto da una sfera di oscurità dal diametro di 24 milioni di chilometri.

Se, tuttavia, un giorno si riuscisse a costruire un'astronave capace di compiere un giro attorno al corpo celeste evitando di venire risucchiata da esso, gli astronauti all'interno della navicella compirebbero, pur senza accorgersene, un viaggio nel tempo. Il buco nero, infatti, genera un attrito così grande sullo scorrere del tempo, che viaggiare intorno ad esso per un anno equivarrebbe a lasciar passare due anni sulla Terra. In pratica, ritornando in patria, gli astronauti ‘guadagnerebbero’ un anno, e si ritroverebbero su una Terra più vecchia di un anno: sarebbero arrivati nel futuro senza bisogno di un qualsivoglia tunnel.

Anche questo secondo metodo, però, non è molto pratico: per avvicinarsi ad un corpo abbastanza massiccio da generare un attrito percepibile, bisognerebbe fare enormi progressi nella tecnologia delle astronavi.

Il terzo e ultimo metodo è, concettualmente, il più semplice: per viaggiare nel tempo basta anche solo andare molto, molto veloci. Immaginiamo un treno che corra su dei binari lungo tutta la circonferenza terrestre, un treno così veloce da fare in un secondo sette volte il giro della Terra, e in questo modo sfiorare la velocità della luce (300.000 km/s). Il tempo all'interno dei vagoni rallenterebbe, fino a che una sola settimana all'interno del treno equivarrebbe a cento anni all'esterno. Tutto questo fu dimostrato da Einstein nella sua teoria della relatività.

Questo rallentamento del tempo all'interno di un corpo spedito alla velocità della luce potrebbe essere sfruttabile anche in altri modi: costruendo e spedendo nello spazio un'astronave con queste caratteristiche, infatti, all'interno della navicella il tempo rallenterebbe così tanto da permettere a degli astronauti di raggiungere i confini della nostra Galassia in appena ottant'anni.