Non è tutto così semplice
Immagina di avere un uovo rotto sul viso e questo non è un modo di dire. Un tentativo di giocoleria con le uova ne ha provocato la caduta e la rottura in testa, e ora devi andare a fare la doccia e cambiarti i vestiti.
Ma non sarebbe più facile riportare indietro il tempo di un minuto? Dopotutto, l'uovo si è rotto in un paio di secondi: perché non puoi fare la stessa cosa, proprio il contrario? Rimetti insieme il guscio, aggiungi l'albume e il tuorlo - e il gioco è fatto. Avresti una faccia pulita, vestiti puliti e nessun tuorlo tra i capelli.
Sembra ridicolo, ma perché? Perché non posso annullare questa azione? In effetti, nulla è impossibile in questo. Non esiste una legge naturale che proibisca di farlo.
Inoltre, i fisici riferiscono che qualsiasi momento che si verifica nella vita di tutti i giorni può accadere nell'ordine opposto in qualsiasi momento nel tempo. Allora perché non "rompere" le uova, "bruciare" il fiammifero o anche "dislocare" la gamba indietro?
Perché queste cose non accadono tutti i giorni? Perché il futuro è diverso dal passato? Questa domanda sembra piuttosto semplice, ma per rispondere, è necessario tornare alla nascita dell'Universo, rivolgersi al mondo atomico e raggiungere i confini della fisica.
Come molte storie nel mondo della fisica, anche questa risale al grande fisico Isaac Newton. La peste bubbonica inghiottì la Gran Bretagna nel 1666, e fu lei a costringere Newton a lasciare l'Università di Cambridge e tornare a casa da sua madre, che viveva nel Lincolnshire rurale. Lì Newton si annoiò e, essendo isolato dal mondo esterno, si dedicò alla fisica.
Ha scoperto tre leggi del moto, inclusa la famosa massima che ogni azione ha la sua opposizione. Ha anche trovato una spiegazione del perché la gravità funziona.
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Le leggi di Newton sono incredibilmente efficaci nel descrivere il mondo che ci circonda. Possono spiegare molti fenomeni, dal motivo per cui le mele cadono dagli alberi al motivo per cui la terra ruota attorno al sole.
Ma hanno una strana proprietà: funzionano allo stesso modo e viceversa. Se un uovo si rompe, le leggi di Newton dicono che può tornare al suo stato originale. Ovviamente questo è sbagliato, ma praticamente ogni teoria sviluppata dagli scienziati dopo Newton ha esattamente lo stesso problema.
Le leggi della fisica semplicemente non tengono conto di come il tempo scorre - avanti o indietro. A loro importa tanto quanto le informazioni sul fatto che scrivi con la mano destra o con la sinistra. Ma ti importa decisamente!
Per quanto ne sai, il tempo ha una freccia che indica la sua direzione, ed è sempre rivolto al futuro. Puoi mescolare est e ovest, ma non confonderai mai ieri e domani. Tuttavia, le leggi fondamentali della fisica non fanno distinzione tra passato e futuro.
La prima persona che ha affrontato seriamente questo problema è stato il fisico austriaco Ludwig Boltzmann, vissuto nella seconda metà del XIX secolo. A quei tempi, tutte le idee che ora sono accettate come assiomi erano controverse.
In particolare, i fisici non erano così convinti come lo sono oggi che tutto nel mondo è fatto di particelle chiamate atomi. Secondo l'opinione della maggior parte dei fisici, l'idea degli atomi non poteva essere dimostrata, non poteva essere verificata con metodi pratici.
Boltzmann era convinto che gli atomi esistessero davvero, quindi ha usato questa idea per spiegare tutte le cose quotidiane, come la fiamma del fuoco, il lavoro dei polmoni e anche perché il tè si raffredda quando ci soffi sopra. Pensava di poter capire tutte queste cose usando il concetto che gli era così vicino: la teoria degli atomi.
Alcuni fisici sono rimasti colpiti dal lavoro di Boltzmann, ma la maggior parte l'ha rifiutato. Fu presto ostracizzato dalla comunità scientifica per le sue idee.
Tuttavia, è stato lui a mostrare come gli atomi sono legati alla natura del tempo. A quei tempi apparve la teoria della termodinamica, che descrive come si comporta il calore. Gli avversari di Boltzmann hanno insistito sul fatto che la natura del calore non poteva essere descritta; hanno detto che il calore è solo calore.
Boltzmann ha deciso di dimostrare che si sbagliavano e il calore è causato dal movimento caotico degli atomi. Aveva ragione, ma ha dovuto passare il resto della sua vita a difendere il suo punto di vista.
Boltzmann iniziò cercando di spiegare qualcosa di strano: "entropia". Secondo le leggi della termodinamica, tutto nel mondo ha una certa quantità di entropia e quando accade qualcosa a questo oggetto, l'entropia aumenta.
Ad esempio, se metti i cubetti di ghiaccio in un bicchiere d'acqua, si scioglieranno e l'entropia nel bicchiere aumenterà. E la crescita dell'entropia differisce da tutto in fisica: il processo si muove in una direzione. I fisici si chiedono da tempo se il modo in cui scorre il tempo è determinato da un aumento dell'entropia.
Come puoi immaginare, Boltzmann è stato il primo a sollevare questo problema, ma poi molti altri scienziati hanno iniziato a studiare questo problema. Di conseguenza, è diventato chiaro che il tempo potrebbe potenzialmente fluire nella direzione opposta, ma solo se l'entropia diminuisce, il che è semplicemente impossibile.
Tuttavia, se il tempo può fluire nella direzione opposta, è possibile costruire una macchina del tempo. Nel 2009, il fisico britannico S. Hawking ha organizzato una festa per viaggiatori nel tempo: il trucco è stato che ha inviato inviti alla festa un anno dopo (nessuno degli ospiti si è presentato).
Quindi viaggiare indietro nel tempo è molto probabilmente impossibile. Anche se questa possibilità esistesse, Hawking e altri sostengono che non puoi mai arrivare a un punto nel tempo fino al momento in cui la tua macchina del tempo è stata costruita.
Ma un viaggio nel futuro? Questa è una storia diversa. Ovviamente, tutti noi viaggiatori del tempo corriamo nel flusso del tempo dal passato al futuro al ritmo di un'ora all'ora. Ma come un fiume, il flusso del tempo scorre a velocità diverse in luoghi diversi. La scienza moderna offre diversi modi per avvicinare il futuro. Ecco un riassunto della loro essenza.
Il modo più semplice e pratico per arrivare in un lontano futuro è muoversi molto velocemente. Secondo la teoria della relatività di Einstein, quando viaggi a una velocità prossima a quella della luce, il tempo rallenta per te in relazione al mondo esterno.
Non è solo un'ipotesi o un esperimento mentale, è un risultato di misurazione. Con l'aiuto di due orologi atomici identici (alcuni volavano su un aereo a reazione, altri sono rimasti fermi sulla Terra), i fisici hanno dimostrato che gli orologi volanti ticchettano più lentamente a causa della velocità.
Nel caso di un aereo, l'effetto è minimo. Ma se tu fossi a bordo di una navicella spaziale che viaggia al 90% della velocità della luce, il tempo passerebbe 2,6 volte più lentamente che sulla Terra. E più la tua velocità si avvicina alla velocità della luce, più il viaggio nel tempo diventa estremo.
La velocità massima raggiunta grazie alla tecnologia umana è la velocità alla quale i protoni ruotano attorno al Large Hadron Collider: 99,9999991% della velocità della luce. Utilizzando la teoria della relatività, si può calcolare che un secondo per un protone equivale a 27.777.778 secondi o, in pratica, a 11 mesi per noi.
Sorprendentemente, i fisici delle particelle tengono conto della decelerazione quando si tratta di particelle in decomposizione. In laboratorio, le particelle di muone tipicamente decadono in 2,2 microsecondi. Ma i muoni in rapido movimento, prodotti quando i raggi cosmici raggiungono l'atmosfera superiore, decadono 10 volte più a lungo.
Anche il seguente metodo si ispira al lavoro di Einstein. Secondo la sua teoria della relatività generale, più senti la gravità, più il tempo scorre lentamente. Ad esempio, man mano che ti avvicini al centro della Terra, la forza di gravità aumenta. Il tempo scorre più lentamente per le tue gambe che per la tua testa.
Ancora una volta, questo effetto è stato misurato. Nel 2010, i fisici dell'Istituto nazionale statunitense di standard e tecnologia hanno posizionato due orologi atomici sugli scaffali, uno più alto di 33 cm dell'altro, e hanno misurato la differenza nella loro velocità di ticchettio. L'orologio sullo scaffale sottostante ticchettava più lentamente perché era leggermente più soggetto alla gravità.
Per essere in un lontano futuro, tutto ciò di cui abbiamo bisogno è un luogo con una gravità estremamente forte, come un buco nero. Più ti avvicini al confine, più il tempo si sposta, ma questo è rischioso, poiché oltrepassando il confine non puoi mai tornare. In ogni caso, l'effetto non è così forte, quindi il viaggio probabilmente non ne vale la pena.
Supponiamo che tu abbia la tecnologia per percorrere lunghe distanze per arrivare a un buco nero (il più vicino è a circa 3000 anni luce di distanza). Durante il viaggio stesso, il tempo rallenterà molto più che durante il viaggio attraverso il buco nero stesso.
(La situazione in Interstellar, dove un'ora su un pianeta vicino a un buco nero è l'equivalente di sette anni sulla Terra, è troppo estrema e completamente impossibile per il nostro universo, afferma Kip Thorne, consulente scientifico del film.)
Forse la cosa più sorprendente è che i sistemi GPS devono tenere conto degli effetti della dilatazione del tempo (sia per la velocità dei satelliti che per la gravità che agisce su di essi) nel loro lavoro. Senza queste correzioni, il GPS del telefono non sarà in grado di determinare la tua posizione sulla Terra, anche entro un raggio di diversi chilometri.
Un'altra opzione per viaggiare nel futuro è rallentare la percezione del tempo rallentando o interrompendo i processi vitali del tuo corpo e poi riavviandoli.
Le spore batteriche possono vivere per milioni di anni in animazione sospesa fino a quando la giusta temperatura, umidità e condizioni alimentari non riprendono il loro metabolismo. Alcuni mammiferi, come orsi e scoiattoli, possono rallentare il loro metabolismo durante il letargo, il che riduce notevolmente il fabbisogno di ossigeno e cibo delle loro cellule. Le persone saranno mai in grado di fare lo stesso?
Sebbene l'arresto completo del metabolismo del corpo non sia ancora soggetto alla scienza moderna, alcuni scienziati stanno lavorando per ottenere l'effetto di un "letargo" a breve termine della durata di diverse ore. Questo può essere tempo sufficiente per aiutare la persona a sopravvivere, ad esempio, durante l'arresto cardiaco, prima che possa essere portata in ospedale.
Un altro metodo che mette il corpo in un "letargo" ipotermico - sostituire il sangue con soluzione salina fredda - ha funzionato nei maiali ed è attualmente in fase di sperimentazione clinica sugli esseri umani a Pittsburgh.
La relatività generale consente anche la possibilità di viaggiare rapidamente attraverso tunnel tempo-spazio, che potrebbero aiutare a coprire distanze di miliardi di anni luce o semplicemente tempi diversi.
Molti fisici, incluso S. Hawking, credono che i tunnel spazio-temporali, che appaiono costantemente in punti diversi del guscio quantistico, siano di dimensioni molto più piccole degli atomi.
Il trucco è afferrarne uno e ingrandirlo alle proporzioni umane: un'impresa che richiederà un'enorme quantità di energia, ma può essere possibile solo in teoria.
I tentativi di dimostrare un tale metodo sono falliti, in ultima analisi, a causa dell'incompatibilità tra la relatività generale e la meccanica quantistica.
Basato su materiali dalla rivista "Unknown"
