Il tempo è una cosa strana. Siamo abituati a contare gli orologi, ma l'Universo non ha una sorta di orologio e quadrante principale, il che significa che possiamo vivere il tempo in modi diversi, a seconda di come ci muoviamo o di come la gravità ci influenza. I fisici hanno cercato di combinare le due grandi teorie della fisica per concludere che non solo il tempo non è universalmente coerente, ma qualsiasi orologio che usiamo per misurarlo offusca il flusso del tempo nello spazio intorno a loro.
Innanzitutto, non significa che il tuo orologio da parete ti aiuterà a invecchiare più velocemente. Stiamo parlando di orologi in esperimenti ad alta precisione, come gli orologi atomici. Un gruppo di fisici dell'Università di Vienna e dell'Accademia austriaca delle scienze ha tratto conclusioni dalla meccanica quantistica e dalla relatività generale per affermare che aumentare la precisione di un orologio nello stesso spazio aumenta anche la distorsione temporale.
Fermiamoci un secondo e cerchiamo di esprimere con parole semplici ciò che i fisici sanno in questo momento.
La meccanica quantistica descrive l'universo in modo estremamente accurato sulla scala più piccola, dove tutto entra nel regno delle particelle e delle forze subatomiche che agiscono alle distanze più brevi. Nonostante tutta la sua accuratezza e utilità, la meccanica quantistica ci consente di fare previsioni che contraddicono la nostra esperienza quotidiana.
Una di queste previsioni è il principio di indeterminazione di Heisenberg, che afferma che quando si conosce un parametro con elevata precisione, la misurazione del secondo parametro diventa meno accurata. Ad esempio, più raffini la posizione di un oggetto nel tempo e nello spazio, meno puoi essere sicuro del suo slancio.
E non è che qualcuno sia più intelligente o che qualcuno abbia un equipaggiamento migliore - l'Universo fondamentalmente funziona così, è fondamentale. Gli elettroni non urtano i protoni a causa dell'equilibrio tra "incertezza" di posizione e quantità di moto.
Un altro modo di vederlo è che per determinare la posizione di un oggetto con la massima precisione, dobbiamo fare i conti con una quantità di energia inimmaginabile. Quando applicato al nostro ipotetico orologio, dividere il secondo in frazioni nel nostro orologio significa che sappiamo sempre meno sull'energia dell'orologio. Ed è qui che entra in gioco la relatività generale - un'altra teoria comprovata in fisica, solo che usa più tempo per spiegare come oggetti massicci si influenzano a vicenda a distanza.
Grazie al lavoro di Einstein, si capisce che esiste un'equivalenza tra massa ed energia, espressa dalla formula E = mc2. L'energia è uguale alla massa moltiplicata per il quadrato della velocità della luce. Sappiamo anche che il tempo e lo spazio sono collegati, e questo spazio-tempo non è solo una scatola vuota: la massa, e quindi l'energia, può piegare lo spazio-tempo.
Video promozionale:
Questo è il motivo per cui vediamo effetti interessanti come le lenti gravitazionali, quando oggetti massicci come stelle e buchi neri, con la loro massa, curvano il percorso della luce. E significa anche che la massa può portare alla dilatazione del tempo gravitazionale, quando il tempo scorre più vicino, più vicino alla fonte di gravità.
Sfortunatamente, sebbene queste teorie siano ben supportate dagli esperimenti, difficilmente vanno d'accordo. Pertanto, i fisici stanno cercando di creare una nuova teoria che si adatterebbe a entrambe queste teorie e sarebbe corretta. Tuttavia, continuiamo a esplorare come queste teorie descrivono gli stessi fenomeni come il tempo. Come, infatti, in questo articolo.
I fisici hanno ipotizzato che l'atto di misurare il tempo con elevata precisione richieda un crescente dispendio di energia, che riduce automaticamente l'accuratezza delle misurazioni nell'area immediata di qualsiasi dispositivo di tracciamento del tempo.
"I nostri risultati suggeriscono che dobbiamo ripensare le nostre idee sulla natura del tempo in cui vengono prese in considerazione sia la relatività generale che la meccanica quantistica", afferma il ricercatore Esteban Castro.
Che impatto ha su di noi quotidianamente? Come spesso accade con la fisica teorica, soprattutto nessuna.
Sebbene la meccanica quantistica si applichi tecnicamente a cose "grandi", non preoccuparti se il tuo cronometro ticchetta di una frazione di secondo; un buco nero non si aprirà sul tuo polso. Tutte le conclusioni di cui sopra saranno rilevanti solo per gli orologi in esperimenti altamente accurati, molto più avanzati di quelli attualmente in fase di sviluppo.
Ma meglio capiamo come gli orologi e il tempo in particolare, almeno in teoria, meglio comprendiamo l'universo che ci circonda. Un giorno, forse, capiremo la natura del tempo stesso. Il lavoro degli scienziati è stato pubblicato negli Atti della National Academy of Sciences (PNAS).
ILYA KHEL
