Viaggiare nel tempo implica necessariamente l’esistenza di più storie, dicono i fisici


Shoshany et al. definiscono e analizzano un nuovo modello di paradossi del viaggio nel tempo, che è pienamente compatibile con tutta la fisica conosciuta; il modello consiste in una macchina del tempo a wormhole in 3+1 dimensioni spazio-temporali, che può essere permanente (esistente eternamente) o temporanea (attivata solo per un breve periodo).

Come spesso ritratto nella fantascienza, con una macchina del tempo, nulla è più permanente: puoi sempre tornare indietro e cambiarlo. Ma i viaggi nel tempo sono davvero possibili nel nostro Universo, o è solo fantascienza?


La nostra moderna comprensione del tempo e della causalità deriva dalla relatività generale.

La teoria di Albert Einstein combina spazio e tempo in un’unica entità, lo spazio-tempo, e fornisce una spiegazione notevolmente intricata di come entrambi funzionano, a un livello ineguagliato da qualsiasi altra teoria stabilita.

Questa teoria esiste da più di 100 anni ed è stata verificata sperimentalmente con altissima precisione, quindi i fisici sono abbastanza certi che fornisca una descrizione accurata della struttura causale del nostro Universo.

Per decenni, i fisici hanno cercato di usare la relatività generale per capire se è possibile viaggiare nel tempo.

Si scopre che puoi scrivere equazioni che descrivono i viaggi nel tempo e sono pienamente compatibili e coerenti con la relatività.

Ma la fisica non è matematica e le equazioni sono prive di significato se non corrispondono a nulla nella realtà.

Argomenti contro i viaggi nel tempo

Ci sono due questioni principali che ci fanno pensare che queste equazioni possano essere irrealistiche.

Il primo problema è pratico: costruire una macchina del tempo sembra richiedere materia esotica, che è materia con energia negativa.

Tutta la materia che vediamo nella nostra vita quotidiana ha energia positiva – la materia con energia negativa non è qualcosa che puoi semplicemente trovare in giro.

Dalla meccanica quantistica, sappiamo che tale materia può teoricamente essere creata, ma in quantità troppo piccole e per tempi troppo brevi.

Tuttavia, non ci sono prove che sia impossibile creare materia esotica in quantità sufficienti.

Inoltre, si possono scoprire altre equazioni che consentono di viaggiare nel tempo senza richiedere materia esotica.

Pertanto, questo problema potrebbe essere solo una limitazione della nostra tecnologia attuale o comprensione della meccanica quantistica.

L’altro problema principale è meno pratico, ma più significativo: è l’osservazione che i viaggi nel tempo sembrano contraddire la logica, sotto forma di paradossi dei viaggi nel tempo.

Esistono diversi tipi di tali paradossi, ma i più problematici sono i paradossi di coerenza.

Molto popolare nella fantascienza, i paradossi di coerenza accadono ogni volta che c’è un certo evento che porta a cambiare il passato, ma il cambiamento stesso impedisce che questo evento accada in primo luogo.

Ad esempio, considera uno scenario in cui entro nella mia macchina del tempo, la uso per tornare indietro nel tempo di cinque minuti e distruggo la macchina non appena arrivo al passato.

Ora che ho distrutto la macchina del tempo, sarebbe impossibile per me usarla cinque minuti dopo.

Ma se non posso usare la macchina del tempo, allora non posso tornare indietro nel tempo e distruggerla. Pertanto, non viene distrutto, quindi posso tornare indietro nel tempo e distruggerlo. In altre parole, la macchina del tempo viene distrutta se e solo non viene distrutta.

Poiché non può essere distrutta e non distrutta contemporaneamente, questo scenario è incoerente e paradossale.

Eliminare i paradossi

C’è un malinteso comune nella fantascienza che i paradossi possano essere “creati”.

I viaggiatori del tempo sono di solito avvertiti di non apportare cambiamenti significativi al passato e di evitare di incontrare se stessi passati per questo motivo esatto.

Esempi di questo tipo possono essere trovati in molti film di viaggi nel tempo, come la trilogia di Ritorno al Futuro.

Ma in fisica, un paradosso non è un evento che può effettivamente accadere – è un concetto puramente teorico che punta verso un’incoerenza nella teoria stessa.

In altre parole, i paradossi della coerenza non implicano semplicemente che viaggiare nel tempo sia uno sforzo pericoloso, implicano che semplicemente non può essere possibile.

Questa è stata una delle motivazioni del fisico teorico Stephen Hawking per formulare la sua congettura di protezione della cronologia, che afferma che viaggiare nel tempo dovrebbe essere impossibile.

Tuttavia, questa congettura finora rimane non provata.

Inoltre, l’Universo sarebbe un posto molto più interessante se invece di eliminare i viaggi nel tempo a causa di paradossi, potessimo semplicemente eliminare i paradossi stessi.

Un tentativo di risolvere i paradossi dei viaggi nel tempo è la congettura di autocoerenza del fisico teorico Igor Novikov, che essenzialmente afferma che puoi viaggiare nel passato, ma non puoi cambiarlo.

Secondo Novikov, se cercassi di distruggere la mia macchina del tempo cinque minuti nel passato, scoprirei che è impossibile farlo. Le leggi della fisica cospirano in qualche modo per preservare la coerenza.

Presentazione di più storie

Ma che senso ha tornare indietro nel tempo se non puoi cambiare il passato?

Il mio recente lavoro, insieme ai miei studenti Jacob Hauser e Jared Wogan, mostra che ci sono paradossi dei viaggi nel tempo che la congettura di Novikov non può risolvere”. Dice Shoshany.

Questo ci riporta al punto di partenza, poiché se anche un solo paradosso non può essere eliminato, il viaggio nel tempo rimane logicamente impossibile.

Abbiamo dimostrato che consentire storie multiple (o in termini più familiari, linee temporali parallele) può risolvere i paradossi che la congettura di Novikov non può. In effetti, può risolvere qualsiasi paradosso tu gli getti addosso.

L’idea è molto semplice. Quando esco dalla macchina del tempo, esco in una linea temporale diversa. In quella timeline, posso fare quello che voglio, inclusa la distruzione della macchina del tempo, senza cambiare nulla nella timeline originale da cui provengo. Dal momento che non posso distruggere la macchina del tempo nella linea temporale originale, che è quella che ho effettivamente usato per viaggiare indietro nel tempo, non c’è paradosso.

Dopo aver lavorato sui paradossi dei viaggi nel tempo negli ultimi tre anni, sono diventato sempre più convinto che il viaggio nel tempo potrebbe essere possibile, ma solo se il nostro Universo può permettere a più storie di coesistere. Allora, può?”, continua Shoshany.

La meccanica quantistica sembra certamente implicarlo, almeno se si sottoscrive l’interpretazione dei molti mondi di Everett, dove una storia può dividersi in più storie, una per ogni possibile risultato di misurazione, ad esempio, se il gatto di Schrödinger è vivo o morto, o se sono arrivato o meno in passato.

Ma queste sono solo speculazioni. Shoshany e i suoi studenti stanno attualmente lavorando per trovare una teoria concreta dei viaggi nel tempo con più storie che sia pienamente compatibile con la relatività generale.

Naturalmente, anche se riuscissimo a trovare una tale teoria, questo non sarebbe sufficiente per dimostrare che viaggiare nel tempo è possibile, ma significherebbe almeno che i viaggi nel tempo non sono esclusi da paradossi di coerenza.

I viaggi nel tempo e le linee temporali parallele vanno quasi sempre di pari passo nella fantascienza, ma ora abbiamo la prova che devono andare di pari passo anche nella scienza reale.

La relatività generale e la meccanica quantistica ci dicono che viaggiare nel tempo potrebbe essere possibile, ma se lo è, allora devono essere possibili anche storie multiple.

Fonte

Un pensiero su “Viaggiare nel tempo implica necessariamente l’esistenza di più storie, dicono i fisici

  1. L’incompletezza garantisce che il futuro non è fissato e neppure prevedibile: questo la dice lunga sulla predittività delle modellizzazioni al di sopra di una minima complessità. Ed i paradossi svaniscono riducendo gli assiomi base delle teorie a uno solo. Peraltro non esiste teoria, per quanto blasonata, che non abbia almeno una osservazione contraria (Popper) e comunque tale da pregiudicarla. La soluzione non è nelle risposte, ma nelle domande. Se nulla può uscire da un buco nero come fa la gravità a venirne fuori? E la meccanica quantistica qualche problema lo ha. Dove il max della gravità su di un pianeta, su di una stella e perché no, in assenza di una teoria gravitazionale convincente, in un buco nero? E la risposta è molto imbarazzante persino per la relatività perché il max è in superficie ed al centro la gravità è zero. Ma se immaginiamo questo zero come la somma di due termini uno positivo e l’altro negativo ecco che le teorie dello spazio tempo di tipo geometrico, quale ad esempio la relatività, vanno in crisi perché il termine negativo non può essere rappresentato: se venisse dimostrata l’antigravità la relatività sarebbe falsata e certe caratteristiche proprie delle osservazioni sulla energia “oscura” fanno proprio temere questo scenario.

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