Esplorando il vasto territorio della fantascienza, autori e registi hanno dipinto il viaggio nel tempo con pennellate di creatività e immaginazione. Ma quanto di ciò è ancorato alla realtà? Proviamo a esaminare la possibilità di viaggiare nel futuro, come prevista dalle attuali conoscenze scientifiche.
Il viaggio nel tempo nella letteratura e nella cinematografia
Se scrivo “viaggio nel tempo” cosa vi viene in mente? Sto scrivendo questo articolo durante le feste natalizie, e a qualcuno di voi non può non venire in mente il Canto di Natale di Dickens, al quale tanta cinematografia si è ispirata. Ma una delle opere più emblematiche e riconosciute sui viaggi nel tempo è La Macchina del Tempo di H. G. Wells, romanzo fantascientifico pubblicato nel 1895.
Ne Il Pianeta delle Scimmie un viaggio spaziale a velocità prossime alla luce porterà degli astronauti su un pianeta dominato dalle scimmie. Ma il loro viaggio spaziale non era altro che un viaggio temporale, perché scopriranno che il pianeta sul quale sono atterrati non era altro che la Terra di un futuro lontano.
In Terminator, John Connor, il capo della resistenza che difende un’umanità distrutta dall’intelligenza artificiale Skynet, manda indietro nel tempo Kyle Reese, per difendere la madre Sarah Connor dal Terminator inviato per ucciderla.
Ritorno al futuro, con un destino nel titolo, racconta i viaggi indietro e avanti nel tempo di Doc e Martin McFly, Martin ha lo scopo di salvare sé stesso e il futuro della propria famiglia.
Tra verosimiglianze, fondamenti di verità e tanta fantascienza, si sono susseguite opere che ci hanno tenuto con gli occhi fissi sullo schermo. Non sempre queste opere hanno rappresentato le nostre conoscenze appieno, spesso facendo ricorso a delle imprecisioni, che accettiamo per la sospensione di incredulità, alla quale ogni spettatore si sottopone per godersi appieno l’opera. Pochi anni fa, il film Interstellar ha trattato alcuni temi legati allo spazio e al tempo in maniera molto accurata, facendo affidamento alla consulenza di una scienziato vero, quel Kip Thorne, premio Nobel per la fisica, che vidi premiare nel 2009 con la medaglia Einstein quando trascorsi alcuni anni in Svizzera per lavoro.
Il viaggio nel futuro è possibile?
Ma è possibile viaggiare nel tempo? In Frankenstein Junior, Gene Wilder direbbe “Si…può…fare!”. In base alle nostre conoscenze attuali, esiste la possibilità di viaggiare solo nel futuro. Come vedremo, esistono dei fenomeni fisici, messi in scena in alcuni dei film che ho elencato precedentemente, che ci potrebbero permettere di ritrovarci nel futuro. Eviterò di trattare i viaggi nel passato, poiché essi comportano intricati paradossi che richiederebbero anche una certa dose di fantasia per essere affrontati. Si tratta di questioni che la fisica attuale non è in grado di spiegare.
Interstellar e la gravità del buco nero
In un mondo dilaniato da una carestia globale, per trovare una nuova casa per l’umanità, Joseph Cooper (interpretato da Matthew McConaughey), assieme a 3 scienziati a bordo della navicella Endurance intraprende una missione verso un cunicolo spazio-temporale (un wormhole) nei pressi di Saturno. Ci entrano, si troveranno in un’altra galassia, in un sistema planetario in orbita attorno ad un buco nero supermassiccio, chiamato Gargantua. Joseph scende su uno dei pianeti, molto vicino al buco nero, ci trascorrerà qualche ora, e quando ritornerà sull’astronave in orbita troverà il suo compagno invecchiato di 23 anni. Inseguito Cooper cadrà nel buco nero, e poi verrà risputato fuori, alla fine del film ritroverà sua figlia, sul letto di morte, per lui saranno trascorsi 90 anni. Ometto volontariamente gli eventi intermedi; lascio a voi il piacere di scoprirli.
Relatività Generale e dilatazione temporale
Questa dilatazione temporale, seppur fantascientifica, è un fenomeno vero, predetto dalla Relatività Generale di Einstein. La Teoria di Einstein si espleta attraverso un complesso insieme di equazioni che interpretano la gravità come deformazioni del tessuto spazio-temporale causata delle masse dei corpi celesti (pianeti, stelle, galassie). Questa deformazione funge da guida per il movimento dei corpi stellari e della luce nell’Universo. Essa ci ha permesso di avere uno sguardo unico sull’Universo, riuscendo a descrivere come l’Universo è nato e si sta evolvendo, ha predetto l’esistenza di buchi neri, lenti gravitazionali e onde gravitazionali, prima che venissero effettivamente osservati.
Tra le molteplici predizioni di questa teoria senza precedenti, spicca quella della dilatazione temporale provocata da un intenso campo gravitazionale: il tempo scorre più lentamente o più velocemente a seconda dell’intensità della forza gravitazionale. Questo fenomeno, già oggetto di verifica sperimentale, è stato accuratamente testato collocando orologi atomici di straordinaria precisione su aerei. In questo contesto, gli orologi posizionati sugli aerei presentano un sottile scarto temporale rispetto a quelli ancorati al suolo terrestre, in perfetta accordo con le previsioni delle equazioni di Einstein. Questo effetto riveste tale importanza che gli orologi installati sui nostri satelliti GPS in orbita terrestre richiedono correzioni basate sulla Relatività Generale. Nonostante la misura di tale effetto risulti essere di entità ridotta, in presenza di un campo gravitazionale intensificato, l’effetto risulterebbe simile a quanto descritto nel film Interstellar.
Quindi, se ci fosse un corpo stellare molto denso e con gravità estrema, ad esempio un buco nero, dietro l’angolo, tanto vicino da poter essere raggiunto, avvicinandoci abbastanza potremmo rallentare il nostro tempo tanto quanto basta per ritornare sulla Terra, dove il tempo è scorso più lentamente del nostro e sono passati centinaia di anni, e quindi riuscire a vivere in un epoca futura alla nostra. Ovviamente questa macchina del tempo naturale presenta una serie di difficoltà nel suo utilizzo, rispetto alla macchina costruita dal viaggiatore del tempo de La Macchina del Tempo di Wells. Dovremmo avere un buco nero vicino e raggiungibile con i mezzi delle attuali tecnologie.
Dato che le stella più prossime, Alfa e Proxima Centauri distano circa 4 anni luce, rendendo possibile raggiungerle in 4 anni viaggiando alla velocità della luce e chiaramente molto più tempo viaggiando a velocità raggiungibili, la prospettiva di raggiungere buchi neri vicini diventa complessa. Il buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia si trova a distanze dell’ordine di migliaia di anni luce, sottolineando ulteriormente le sfide pratiche e teoriche associate a viaggiare verso tali fenomeni cosmici.
Dilatazione dei tempi e velocità della luce
Ma quanto descritto in Interstellar non sarebbe l’unico modo di sfruttare le predizioni di Einstein. Infatti, chiunque abbia studiato un libro di fisica sa che Einstein fu anche l’artefice della teoria della Relatività Ristretta o Speciale, che permette di descrivere in maniera coerente meccanica ed elettromagnetismo. Per velocità molto più piccole di quelle della luce il moto dei corpi è descritto perfettamente dalle leggi della meccanica classica di Galileo e Newton. Ma sorprendentemente le cose cambiano se un corpo viaggia a velocità prossime a quelle della luce. Il tempo misurato dipende dal sistema di riferimento dell’osservatore. Infatti, le equazioni di questa teoria ci dicono che se un corpo viaggiasse a velocità prossime a quelle della luce, potrebbe rallentare il suo orologio. Questo fenomeno viene spesso spiegato facendo ricorso all’(apparente) paradosso dei gemelli. E’ l’espediente scientifico sul quale si basa Il Pianeta delle Scimmie. Questo fenomeno è anch’esso verificato sperimentalmente. Tra le conferme sperimentali ce ne è una che riguarda particelle che altrimenti non avremmo dovuto rivelare sulla Terra, i muoni. Queste particelle vengono prodotte dall’interazione dei raggi cosmici con la nostra atmosfera. Essi hanno un tempo di decadimento (cioè dovrebbero trasformarsi spontaneamente in altre particelle subatomiche) più breve del tempo che impiegherebbero a raggiungere il suolo. Viaggiano a velocità prossime a quelle della luce, per effetto della dilatazione dei tempi predetta dalla Relatività Speciale di Einstein, invece riescono ad arrivare al suolo prima di decadere ed essere rilevate.
Conclusioni
Prendendo spunto da romanzi e film fantascientifici abbiamo visto come fenomeni apparentemente impossibili possano in realtà essere molto più realistici di quanto pensiamo. Il viaggio nel tempo affascina e ha rappresentato un soggetto perfetto per opere letterarie e cinematografiche, ma abbiamo scoperto che almeno teoricamente potremmo effettuare un viaggio nel futuro. Sfortunatamente il biglietto di questa macchina del tempo speciale è di sola andata, perché non ci permetterebbe di poter ritornare nel passato. E saremmo costretti e dover vivere in un mondo che non ci apparterrebbe e nel quale non avremmo legami, per tutto il resto della nostra vita.
