Prepara la valigia per il domani, non per ieri. Un fisico sostiene che viaggiare nel passato potrebbe essere impossibile.
Una domanda che molti di noi si sono posti è: dove andresti se avessi una macchina del tempo?
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Torneresti indietro come Marty McFly rischiando di sabotare il tuo stesso futuro? Prima di fare le valigie, però, un fisico ha una notizia che potrebbe rovinare qualche film Marvel: potresti riuscire a viaggiare solo in una direzione, e non è quella indietro.
Hongsheng Zhang, ricercatore all’Università di Jinan in Cina, ha mostrato che in un’ampia classe di universi teorici è impossibile viaggiare nel proprio passato.
Il ragionamento si basa su un fatto. Nella relatività, la direzione della luce non può mai essere perpendicolare alla direzione in cui un oggetto si muove nel tempo.
Immagina lo spazio-tempo tagliato in strati lungo i quali può viaggiare la luce. Qualsiasi cosa si muova più lentamente o più velocemente della luce deve attraversare queste superfici sempre nella stessa direzione, come salire una scala che non ti permette mai di scendere.
Se puoi solo salire, non potrai mai tornare sul gradino da cui sei partito.
Il teorema non richiede materia esotica, effetti quantistici o ipotesi su ciò che riempie l’universo. "Tutto il contenuto è una contabilità delle direzioni", ha detto Zhang a ScienceAlert.
Le due scappatoie
I fisici chiamano i viaggi nel passato "curve temporali chiuse": percorsi nello spazio-tempo che tornano esattamente al punto e al momento in cui sono iniziati. Le equazioni di Einstein le consentono in alcuni scenari, ad esempio vicino al nucleo di un buco nero in rotazione.
In particolare, la ricerca di Zhang (fonte in inglese), che è in attesa di revisione tra pari, mostra anche in che modo una macchina del tempo potrebbe riuscire a tornare indietro, e sostiene che esistono solo due possibilità.
La prima è la torsione. Immagina raggi di luce che, invece di viaggiare affiancati, si avvolgono l’uno attorno all’altro come le fibre di una corda. In quel caso, le superfici regolari tracciate dalla luce non possono formarsi, quindi non esiste una scala unidimensionale che ti costringa a salire.
È ciò che accade vicino al centro di un buco nero in rotazione. La teoria di Einstein dice che una massa in rotazione trascina con sé lo spazio e il tempo, un effetto che il satellite Gravity Probe B della NASA ha misurato intorno alla Terra nel 2011. Vicino al nucleo del buco nero questo trascinamento è così intenso che il moto "in avanti nel tempo" viene piegato in un cerchio.
Un viaggiatore che seguisse quel cerchio vedrebbe il proprio orologio scorrere in avanti come al solito, ma il suo percorso lo riporterebbe al momento esatto della partenza. Il fisico Brandon Carter ha mostrato nel 1968 che tali anelli esistono all’interno dei buchi neri in rotazione.
La seconda riguarda la forma stessa dell’universo. La scala potrebbe essere costruita alla perfezione, ma svilupparsi tutt’intorno a un edificio, così che l’ultimo gradino riporti direttamente al primo, come nelle scale impossibili dei disegni di Escher. Continueresti a salire ritrovandoti comunque al punto di partenza. La maggior parte delle macchine del tempo progettate sulla carta dai fisici, incluse quelle basate sui wormhole, si affidano a questo trucco.
Il teorema ha però dei limiti, come riconosce Zhang.
"Quello che non ci dice è se la natura permetta davvero qualcosa di tutto ciò. Questo resta aperto, ed è la domanda a cui vorrei più di ogni altra vedere una risposta", ha spiegato Zhang a ScienceAlert (fonte in inglese).
Destinazione: domani
I viaggi nel futuro, al contrario, sono già ben consolidati. Einstein ha mostrato che muoversi molto velocemente, o trovarsi in un forte campo gravitazionale, rallenta il tuo orologio rispetto a quello degli altri. Secondo l’Agenzia spaziale europea, gli astronauti a bordo della Stazione spaziale internazionale tornano sulla Terra più giovani di qualche millesimo di secondo rispetto a quanto sarebbero stati altrimenti.
Questo lavoro non stabilisce se il nostro universo consenta davvero un viaggio nel passato.
Per ora, però, chi sogna un viaggio nel tempo farebbe meglio a preparare i bagagli per domani e non per ieri... a meno che non abbia la Time Stone, naturalmente.