Nel 2009 il fisico britannico Stephen Hawking ha tenuto una festa per i viaggiatori del tempo – la svolta è stata che ha inviato gli inviti un anno dopo. (Nessun ospite si presentò.)
Viaggiare nel passato è probabilmente impossibile. Anche se fosse possibile, Hawking e altri hanno sostenuto che non si potrebbe mai viaggiare indietro prima del momento in cui è stata costruita la macchina del tempo.
Ma viaggiare nel futuro? E ‘ un’altra storia.
Naturalmente, siamo tutti viaggiatori del tempo mentre siamo spazzati avanti nella corrente del tempo, dal passato al futuro, ad una velocità di un’ora all’ora.
Ma, come con un fiume, la corrente scorre a velocità diverse in luoghi diversi. La scienza come la conosciamo permette diversi metodi per prendere la fast-track nel futuro. Ecco una carrellata.
Velocità
Questo è il modo più semplice e pratico per arrivare al lontano futuro – andare veramente veloce.
Secondo la teoria della relatività speciale di Einstein, quando viaggi a velocità che si avvicinano alla velocità della luce, il tempo rallenta per te rispetto al mondo esterno.
Questo non è solo una congettura o un esperimento mentale – è stato misurato. Utilizzando orologi atomici gemelli (uno volato in un aereo a reazione, l’altro fermo sulla Terra) i fisici hanno dimostrato che un orologio volante zecche più lento, a causa della sua velocità.
Nel caso dell’aeromobile, l’effetto è minuscolo. Ma se tu fossi in un’astronave che viaggia al 90% della velocità della luce, sperimenteresti il tempo che passa circa 2,6 volte più lento di quanto non fosse sulla Terra.
E più ci si avvicina alla velocità della luce, più estremo è il viaggio nel tempo.
Le più alte velocità raggiunte attraverso qualsiasi tecnologia umana sono probabilmente i protoni che sfrecciano attorno al Large Hadron Collider al 99,9999991% della velocità della luce. Usando la relatività speciale possiamo calcolare un secondo per il protone equivale a 27.777.778 secondi, o circa 11 mesi, per noi.
Sorprendentemente, i fisici delle particelle devono prendere in considerazione questa dilatazione temporale quando hanno a che fare con particelle che decadono. In laboratorio, le particelle di muoni in genere decadono in 2,2 microsecondi. Ma i muoni in rapido movimento, come quelli creati quando i raggi cosmici colpiscono l’atmosfera superiore, impiegano 10 volte di più a disintegrarsi.
Gravità
Il metodo successivo è anche ispirato da Einstein. Secondo la sua teoria della relatività generale, più forte è la gravità che si sente, il tempo si muove più lentamente.
Man mano che ci si avvicina al centro della Terra, ad esempio, la forza di gravità aumenta. Il tempo scorre più lento per i piedi che la testa.
Ancora una volta, questo effetto è stato misurato. Nel 2010, i fisici del National Institute of Standards and Technology (NIST) degli Stati Uniti collocato due orologi atomici sugli scaffali, uno 33 centimetri sopra l’altro, e misurato la differenza nel loro tasso di ticchettio. Quello inferiore spuntato più lento perché si sente una gravità leggermente più forte.
Per viaggiare nel lontano futuro, tutto ciò di cui abbiamo bisogno è una regione di gravità estremamente forte, come un buco nero. Più ci si avvicina all’orizzonte degli eventi, il tempo si muove più lentamente – ma è rischioso, attraversare il confine e non si può mai sfuggire.
E comunque, l’effetto non è così forte quindi probabilmente non vale la pena il viaggio.
Supponendo che tu abbia la tecnologia per percorrere le grandi distanze per raggiungere un buco nero (il più vicino è a circa 3.000 anni luce di distanza), la dilatazione del tempo attraverso il viaggio sarebbe di gran lunga maggiore di qualsiasi dilatazione del tempo attraverso l’orbita del buco nero stesso.
(La situazione descritta nel film Interstellar, dove un’ora su un pianeta vicino a un buco nero è l’equivalente di sette anni indietro sulla Terra, è così estrema da essere impossibile nel nostro Universo, secondo Kip Thorne, consulente scientifico del film.)
La cosa più sconvolgente, forse, è che i sistemi GPS devono tenere conto degli effetti di dilatazione del tempo (dovuti sia alla velocità dei satelliti che alla gravità che sentono) per funzionare. Senza queste correzioni, la funzionalità GPS dei tuoi telefoni non sarebbe in grado di individuare la tua posizione sulla Terra entro pochi chilometri.
Animazione sospesa
Un altro modo per viaggiare nel futuro potrebbe essere quello di rallentare la percezione del tempo rallentando, o fermando, i processi corporei e poi riavviandoli in seguito.
Le spore batteriche possono vivere per milioni di anni in uno stato di animazione sospesa, fino a quando le giuste condizioni di temperatura, umidità, cibo ricominciano i loro metabolismi. Alcuni mammiferi, come orsi e scoiattoli, possono rallentare il loro metabolismo durante il letargo, riducendo drasticamente il fabbisogno di cibo e ossigeno delle loro cellule.
Gli esseri umani potrebbero mai fare lo stesso?
Anche se fermare completamente il tuo metabolismo è probabilmente ben oltre la nostra tecnologia attuale, alcuni scienziati stanno lavorando per ottenere l’induzione di uno stato di ibernazione a breve termine della durata di almeno alcune ore. Questo potrebbe essere il tempo giusto per ottenere una persona attraverso un’emergenza medica, come un arresto cardiaco, prima di poter raggiungere l’ospedale.
Nel 2005, gli scienziati americani hanno dimostrato un modo per rallentare il metabolismo dei topi (che non vanno in letargo) esponendoli a dosi minute di idrogeno solforato, che si lega agli stessi recettori cellulari dell’ossigeno. La temperatura corporea del nucleo dei topi è scesa a 13 °C e il metabolismo è diminuito di 10 volte. Dopo sei ore i topi potrebbero essere rianimati senza effetti negativi.
Sfortunatamente, esperimenti simili su pecore e maiali non hanno avuto successo, suggerendo che il metodo potrebbe non funzionare per animali più grandi.
Un altro metodo, che induce un ibernazione ipotermica sostituendo il sangue con una soluzione salina fredda, ha funzionato sui maiali ed è attualmente in fase di sperimentazione clinica umana a Pittsburgh.
Wormhole
La relatività generale consente anche la possibilità di scorciatoie attraverso lo spaziotempo, note come wormhole, che potrebbero essere in grado di colmare distanze di un miliardo di anni luce o più, o diversi punti nel tempo.
Molti fisici, tra cui Stephen Hawking, credono che i wormhole stiano costantemente entrando e uscendo dall’esistenza su scala quantistica, molto più piccoli degli atomi. Il trucco sarebbe quello di catturarne uno e gonfiarlo su scale umane – un’impresa che richiederebbe un’enorme quantità di energia, ma che potrebbe essere solo possibile, in teoria.
I tentativi di dimostrarlo in entrambi i casi sono falliti, in definitiva a causa dell’incompatibilità tra la relatività generale e la meccanica quantistica.
Usare la luce
Un’altra idea, avanzata dal fisico americano Ron Mallet, è quella di utilizzare un cilindro rotante di luce per ruotare lo spaziotempo. Qualsiasi cosa caduta all’interno del cilindro vorticoso potrebbe teoricamente essere trascinata nello spazio e nel tempo, in un modo simile a come una bolla gira intorno sopra il tuo caffè dopo averlo turbinato con un cucchiaio.
Secondo Mallet, la giusta geometria potrebbe portare a viaggi nel tempo nel passato e nel futuro.
Da quando ha pubblicato la sua teoria nel 2000, Mallet ha cercato di raccogliere i fondi per pagare un esperimento proof of concept, che prevede la caduta di neutroni attraverso una disposizione circolare di laser rotanti.
Le sue idee non hanno afferrato il resto della comunità fisica tuttavia, con altri sostenendo che uno dei presupposti del suo modello di base è afflitto da una singolarità, che è la fisica-parlare per “è impossibile”.