Un fisico ha sintetizzato il viaggio nel tempo in tre righe di dimostrazione: se lo spaziotempo può essere diviso in strati di luce, ogni viaggiatore deve attraversarli nella stessa direzione, quindi nessun viaggio può mai tornare indietro.
Una domanda che molti di noi si sono posti è: dove andresti se avessi una macchina del tempo?
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Vorresti andare nell’anno 3000 per vedere che fine ha fatto il genere umano? Oppure gireresti la manopola all’indietro come Marty McFly, rischiando di sabotare il tuo stesso futuro? Prima di iniziare a fare le valigie, però, un fisico ha delle notizie che potrebbero rovinarti qualche film Marvel: potresti riuscire a viaggiare solo in una direzione, e non è quella all’indietro.
Hongsheng Zhang, ricercatore all’Università di Jinan in Cina, ha mostrato che, in un’ampia classe di universi teorici, viaggiare nel proprio passato è impossibile.
Tutta l’argomentazione si basa su un fatto: "la luce non può mai puntare lateralmente rispetto alla direzione nel tempo di un viaggiatore", spiega Zhang.
Immagina lo spaziotempo suddiviso in strati lungo i quali la luce può viaggiare. Qualsiasi cosa si muova più lentamente della luce deve attraversare queste superfici sempre nella stessa direzione, come salire una scala che non ti permette mai di scendere.
Se puoi solo continuare a salire, non potrai mai tornare sul gradino da cui sei partito.
"Il mio articolo pone una domanda più ristretta: quando uno spaziotempo permette un anello di questo tipo e quando invece è la geometria stessa a vietarlo?" ha detto Zhang a Euronews Next.
Le due scappatoie
I fisici chiamano i viaggi nel passato "curve temporali chiuse": percorsi nello spaziotempo che tornano esattamente al punto e al momento da cui sono iniziati.
"Supponiamo che tu voglia stringere la mano al tuo io più giovane", dice Zhang. "Per farlo avresti bisogno di un percorso nello spaziotempo che si richiuda su se stesso senza mai superare la velocità della luce".
Le equazioni di Einstein consentono percorsi del genere in pochi casi particolari, ad esempio vicino al nucleo di un buco nero in rotazione.
Fondamentalmente, la ricerca di Zhang (fonte in inglese), che è stata sottoposta a revisione tra pari, mostra anche in che modo una macchina del tempo potrebbe aggirare questo limite, e i modi sono solo due.
Il primo è la torsione. Immagina raggi di luce che, invece di viaggiare affiancati, si avvolgono a spirale l’uno intorno all’altro come le corde di una fune. In questo caso le superfici ordinate della luce non possono formarsi, quindi non c’è una scala che ti costringa a salire.
È ciò che accade vicino al centro di un buco nero che ruota. La teoria di Einstein afferma che una massa in rotazione trascina con sé lo spazio e il tempo, e vicino al nucleo del buco nero questo trascinamento è così intenso che il moto "in avanti nel tempo" si incurva fino a chiudersi in un cerchio.
Un viaggiatore che seguisse quel cerchio vedrebbe il proprio orologio avanzare normalmente, eppure 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.
Ma Zhang sottolinea che la torsione da sola non è la responsabile. "La torsione di per sé non crea una curva chiusa. Si limita a bloccare la mia argomentazione", afferma Zhang. "La torsione è ovunque nell’universo e, per quanto ne sappiamo, è innocua".
Il secondo elemento è la forma stessa dell’universo. La scala potrebbe essere costruita alla perfezione, ma potrebbe girare attorno ai lati di un edificio, così che l’ultimo gradino riporti direttamente al primo, come le scale impossibili nei disegni di Escher. Continueresti a salire e ti ritroveresti comunque al punto di partenza. La maggior parte delle macchine del tempo progettate sulla carta dai fisici, comprese quelle basate sui buchi di verme, si affida a questo trucco.
I fisici chiamano questa scappatoia topologia, e Zhang ritiene che sia quella da tenere d’occhio. "La scappatoia che potrebbe contare è la topologia, ed è proprio quella che sembra meno probabile che si presenti senza un progetto deliberato", afferma Zhang.
Destinazione: domani
I viaggi nel futuro, al contrario, sono già ben consolidati. Einstein mostrò che muoversi molto velocemente, o trovarsi in un campo gravitazionale intenso, rallenta il tuo orologio rispetto a quello degli altri. Gli astronauti che tornano da sei mesi a bordo della Stazione Spaziale Internazionale sono circa cinque millesimi di secondo più giovani di quanto sarebbero altrimenti, secondo l’Agenzia spaziale europea.
Zhang ci tiene a sottolineare i limiti del suo lavoro. "Questo non significa affermare che il viaggio nel tempo sia impossibile", dice Zhang.
Per ora, però, forse è meglio preparare la valigia per domani piuttosto che per ieri... a meno che tu non abbia la Gemma del Tempo, naturalmente.