Paul Davis ha molte cose in mente, o meglio, nella sua mente. Come fisico presso l'Arizona State University, conduce ricerche in campi che vanno dalle distese astratte della fisica teorica e della cosmologia alle questioni più sostanziali dell'astrobiologia, lo studio della vita oltre la Terra. Nautilus parlò con Davis e la conversazione si spostò naturalmente sull'argomento del tempo, che aveva a lungo tenuto il suo interesse di ricerca. Quello che segue è un estratto da questa intervista, leggermente modificato e abbreviato per motivi di chiarezza.
Il flusso del tempo è reale o è solo un'illusione?
Il flusso del tempo è un'illusione e, devo confessare, conosco pochi scienziati e filosofi pronti a sfidarlo. Il motivo di ciò diventa chiaro, vale la pena chiedersi cosa si intende per passaggio del tempo. Quando diciamo che qualcosa come un fiume scorre, significa che a un certo punto la sua particella si trovava in un luogo diverso da quello in cui si trovava un momento prima. In altre parole, si muove rispetto al tempo. Tuttavia, il tempo non può spostarsi rispetto al tempo: è il tempo. Molte persone commettono l'errore di pensare che l'affermazione che non c'è flusso di tempo significhi che non c'è tempo in sé. È una sciocchezza. Certo, il tempo esiste. Lo misuriamo con un orologio. Gli orologi non misurano flussi di tempo, ma lunghezze di tempo. Naturalmente, ci sono periodi di tempo tra gli eventi: questi sono esattamente ciò che l'orologio misura.
Allora da dove viene la sensazione di flusso?
Lasciate che vi faccia un esempio. Supponiamo che mi alzi, giri più volte intorno al mio asse e mi blocchi. In questo caso, avrò la convincente sensazione che tutto il mondo ruoti intorno. Lo sento girare, anche se, ovviamente, so che sto girando da solo. In modo simile, sento lo scorrere del tempo, anche se so che non lo è. Probabilmente, la spiegazione di questa illusione è collegata a qualcosa nella nostra testa e alla relazione con la memoria: la stratificazione dei ricordi e altre cose in questo spirito. Quindi, questa è solo una caratteristica della nostra percezione e non una proprietà del tempo stesso.
Un'altra cosa che confonde le persone è che credono che negare lo scorrere del tempo significhi negare causa ed effetto. Naturalmente, gli eventi seguono in una sequenza diretta. Se fai cadere un uovo, si rompe. Le uova non vengono raccolte. Gli edifici stanno crollando a causa dei terremoti, non crescendo dalle macerie. Nella vita di tutti i giorni ci sono molti esempi di asimmetria temporale: è una delle proprietà dell'essere. Non è una proprietà del tempo in sé e la spiegazione della sua natura si trova nelle prime fasi dell'origine dell'universo e delle sue condizioni iniziali. Questo è uno studio completamente diverso e abbastanza degno.
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Il tempo non scorre. Questo è un prodotto della nostra psicologia.
Il tempo è il costituente principale dell'universo?
Lo spazio e il tempo definiscono i confini entro i quali formuliamo tutte le nostre teorie sulla struttura dell'universo, ma alcuni si chiedono la probabilità che queste proprietà dell'essere possano essere secondarie o derivate. Forse le leggi originali dell'universo si formano in un certo pre-spazio e tempo, e lo spazio-tempo è generato da qualcosa di più primario.
Naturalmente, nella vita di tutti i giorni percepiamo un mondo tridimensionale e una dimensione temporale. Tuttavia, nel Big Bang - non capiamo davvero come il Big Bang abbia dato vita all'universo, tuttavia, crediamo che questo possa essere correlato alla fisica quantistica - è possibile che i fenomeni che chiamiamo spazio-tempo nel senso comune, in cui tutto sembra chiaro pronunciato, forse non lo era. Pertanto, il prodotto delle prime fasi dell'esistenza dell'universo può essere non solo energia e materia, ma anche lo stesso spazio-tempo. Non lo sappiamo. Questo è oggetto di indagine.
Quindi il tempo può essere derivato?
L'idea che la dualità dello spazio-tempo sia una qualità secondaria derivata da qualcosa di più semplice, qualcosa che sta al centro del nostro concetto di essere, era nell'aria anche prima dell'inizio della mia carriera. Questa era l'opinione di John Wheeler, che ne scrisse negli anni '50 - che potrebbe esserci una pre-geometria che ha dato origine alla geometria nello stesso modo in cui gli atomi creano un continuum di corpi elastici - e la gente continua a pensarci.
Il problema è che non possiamo osservarlo. Indipendentemente dal numero di modelli matematici adatti che crei, testarli sembra senza speranza. La maggior parte delle persone crede che se c'è qualcosa di simile sullo sfondo dello spazio e del tempo, qualcosa che differisce dalla nostra idea di spazio e tempo sequenziali, questo qualcosa si manifesta solo sulla cosiddetta scala di Planck, venti ordini di grandezza inferiore alla dimensione del nucleo atomico, mentre i nostri strumenti di osservazione più accurati sono in grado di osservare solo molti ordini di grandezza maggiore. È molto difficile immaginare come possiamo studiare qualcosa sulla scala di Planck in qualsiasi condizione controllata.
Se ci sono molti universi, seguono lo stesso orologio?
La relazione comparativa del tempo tra diversi osservatori in luoghi diversi è un fenomeno complesso anche all'interno dello stesso universo. La velocità di un orologio, diciamo, sulla superficie di un buco nero, sarà notevolmente diversa dalla velocità di un orologio qui sulla Terra. Quindi anche nel nostro universo non esiste un tempo comune.
Tuttavia, ora abbiamo molti universi, ognuno dei quali ha il proprio tempo collegato in un certo senso: puoi confrontarli solo se c'è un modo per inviare un messaggio tra di loro. Tutto dipende dal modello del multiverso che scegli. Ce ne sono molti, ma in quello di cui si parla più spesso dai cosmologi - la moltitudine di bolle che appaiono in una sovrastruttura in crescita - non c'è modo di confrontare direttamente la velocità degli orologi in bolle diverse.
Quale dei recenti cambiamenti nella comprensione del tempo trovi il più interessante?
Sono particolarmente interessato agli studi di laboratorio sulla percezione del tempo, poiché, a mio avviso, è qui che possono verificarsi rapidi progressi nei prossimi anni. Ad esempio, ci sono esperimenti ben noti in cui in un certo momento le persone presumibilmente hanno fatto una certa libera scelta, ma si è scoperto che in realtà questa scelta è stata fatta un po 'prima, ma la loro percezione del tempo e le loro azioni nel corso del tempo sono cambiate dopo questo evento. Quando osserviamo il mondo, ci sembra di vedere una narrazione sequenziale e integrale, ma in realtà le informazioni sensoriali provenienti da vari organi di percezione vengono riversate sul nostro cervello, che ricuce insieme. Lo costruisce e lo presenta come una narrazione coerente, creando un senso di autocoscienza. Quindi, ci sembra di possedere noi stessi,e tutto va liscio e senza intoppi. Tuttavia, in realtà, la maggior parte di ciò che percepiamo è una narrazione ricreata dopo gli eventi accaduti.
Ciò è particolarmente evidente nelle situazioni in cui le persone reagiscono molto più velocemente della velocità del pensiero. Basta ricordare il piano o il giocatore di tennis per capire che non può prendere una decisione consapevole: “Questa palla si sta muovendo qui; Dovrei andare lì e combatterlo . Durante questo periodo, il segnale non avrà il tempo di raggiungere il cervello e quindi il sistema motorio. Tuttavia, mantengono questa sensazione irresistibile di percepire il mondo in tempo reale e di avere il controllo di se stessi. Trovo tutto molto eccitante.
Ci sono state scoperte nello studio del tempo nel campo della fisica fondamentale? Penso che nessuno. Sono apparse nuove idee. Le domande fondamentali ci sono ancora; ne abbiamo già accennato uno: il tempo è una proprietà primaria o derivata? L'origine dell'asse temporale, che è un'asimmetria temporale, è ancora alquanto controversa. Sappiamo che dovrebbe essere monitorato fino al Big Bang, ma ci sono ancora una serie di domande diverse a riguardo alle quali non abbiamo trovato una risposta definitiva. Tuttavia, questi sono tutti problemi filosofici e teorici piuttosto illusori che qualcosa che getta luce sulla dimensione del tempo o sulla sua natura.
Inoltre, guardiamo i nostri colleghi di fisica sperimentale lavorare per migliorare la misurazione del tempo. Ad un certo punto, diventerà così preciso che probabilmente rivelerà risultati interessanti. C'è ancora un problema fondamentale: sebbene la maggior parte delle leggi della fisica siano simmetriche rispetto al tempo, ci sono una serie di processi associati a interazioni nucleari deboli in cui si suppone che si verifichi una violazione fondamentale di questa simmetria. Apparentemente, questo gioca un ruolo chiave nel quadro generale della vita. Penso che qui ci sia un potenziale per la ricerca. Quindi nella fisica delle particelle è ancora possibile condurre esperimenti che ci forniranno nuove conoscenze su questa asimmetria temporale con un'interazione debole e un luogo vicino all'asse del tempo.
John Steele
