È possibile il viaggio nel tempo?

È possibile viaggiare nel tempo? Risposta breve: Sì, e lo stai facendo proprio ora sfrecciando nel futuro alla velocità impressionante di un secondo al secondo. Ti muovi praticamente sempre nel tempo alla stessa velocità, sia che tu stia guardando la vernice che si asciuga o che desideri avere più ore da visitare con un amico fuori città.

Ma questo non è il tipo di viaggio nel tempo che ha affascinato innumerevoli scrittori di fantascienza o ha stimolato un genere così vasto che Wikipedia (si apre in una nuova scheda) elenca oltre 400 titoli nella categoria "Film sui viaggi nel tempo". In franchise come " Doctor Who ", " Star Trek " e "Ritorno al futuro" i personaggi salgono su qualche veicolo selvaggio per fare un salto nel passato o girare nel futuro. Una volta che i personaggi hanno viaggiato nel tempo, si confrontano con ciò che accade se si cambia il passato o il presente in base alle informazioni del futuro (che è dove le storie di viaggi nel tempo si intersecano con l'idea di universi paralleli o linee temporali alternative).

Sebbene molte persone siano affascinate dall'idea di cambiare il passato o di vedere il futuro prima della scadenza, nessuno ha mai dimostrato il tipo di viaggio nel tempo avanti e indietro visto nella fantascienza, o proposto un metodo per inviare una persona attraverso periodi di tempo che non li distruggerebbero lungo la strada. E, come ha sottolineato il fisico Stephen Hawking nel suo libro "Black Holes and Baby Universes" (si apre in una nuova scheda) (Bantam, 1994), "La migliore prova che abbiamo che il viaggio nel tempo non è possibile, e non lo sarà mai, è che non siamo stati invasi da orde di turisti del futuro".

Tuttavia, la scienza supporta una certa quantità di piegamento del tempo. Ad esempio, la teoria della relatività speciale del fisico Albert Einstein propone che il tempo sia un'illusione che si muove rispetto a un osservatore. Un osservatore che viaggia vicino alla velocità della luce sperimenterà il tempo, con tutti i suoi effetti collaterali (noia, invecchiamento, ecc.) molto più lentamente di un osservatore a riposo. Ecco perché l'astronauta Scott Kelly è invecchiato leggermente meno nel corso di un anno in orbita rispetto a suo fratello gemello che è rimasto qui sulla Terra.

Esistono altre teorie scientifiche sui viaggi nel tempo, tra cui alcune strane fisiche che sorgono attorno ai wormhole, ai buchi neri e alla teoria delle stringhe. Per la maggior parte, tuttavia, i viaggi nel tempo rimangono il dominio di una gamma sempre crescente di libri di fantascienza, film, programmi televisivi, fumetti, videogiochi e altro ancora.

Relatività speciale e viaggi nel tempo nel prossimo futuro

I fratelli gemelli Scott e Mark Kelly sono entrambi astronauti e hanno entrambi partecipato a importanti studi sugli effetti di questo Web sul corpo umano. (Credito immagine: Getty)

Einstein sviluppò la sua teoria della relatività speciale nel 1905. Insieme alla sua successiva espansione, la teoria della relatività generale , è diventata uno dei principi fondamentali della fisica moderna. La relatività speciale descrive la relazione tra questo Web e il tempo per gli oggetti che si muovono a velocità costante in linea retta.

La versione breve della teoria è ingannevolmente semplice. In primo luogo, tutte le cose sono misurate in relazione a qualcos'altro, vale a dire, non esiste un quadro di riferimento "assoluto". In secondo luogo, la velocità della luce è costante. Rimane lo stesso, non importa cosa, e non importa da dove viene misurato. E terzo, niente può andare più veloce della velocità della luce.

Da quei semplici principi si dispiega un vero viaggio nel tempo nella vita reale. Un osservatore che viaggia ad alta velocità sperimenterà il tempo a una velocità inferiore rispetto a un osservatore che non sta sfrecciando attraverso Questa Rete.

Anche se non acceleriamo gli esseri umani alla velocità quasi della luce, li facciamo oscillare intorno al pianeta a 17.500 mph (28.160 km/h) a bordo della International This Web Station . L'astronauta Scott Kelly è nato dopo il suo fratello gemello e compagno astronauta, Mark Kelly . Scott Kelly ha trascorso 520 giorni in orbita, mentre Mark ha registrato 54 giorni in This Web. La differenza nella velocità con cui hanno vissuto il tempo nel corso della loro vita ha in realtà ampliato il divario di età tra i due uomini.

"Quindi, mentre [come] ero solo 6 minuti più vecchio, ora sono 6 minuti e 5 millisecondi più vecchio", ha detto Mark Kelly in una tavola rotonda il 12 luglio 2020, come riportato in precedenza da Space.com . "Ora ce l'ho sopra la testa."

Relatività generale e viaggio nel tempo GPS

Questa immagine non in scala mostra la costellazione di satelliti GPS che sfrecciano intorno alla Terra in orbite lontane. (Credito immagine: Getty)

La differenza che l'orbita terrestre bassa fa nella durata della vita di un astronauta può essere trascurabile, più adatta per le battute tra fratelli che per l'estensione della vita reale o per visitare il lontano futuro, ma la dilatazione nel tempo tra le persone sulla Terra e i satelliti GPS (si apre in una nuova scheda) che volano attraverso Questo Web fa la differenza.

Leggi tutto: Possiamo fermare il tempo?

Il Global Positioning System , o GPS, ci aiuta a sapere esattamente dove ci troviamo comunicando con una rete di poche decine di satelliti posizionati in un'orbita terrestre alta. I satelliti girano intorno al pianeta da 12.500 miglia (20.100 chilometri) di distanza, muovendosi a 8.700 mph (14.000 km/h).

Secondo la relatività speciale, più velocemente un oggetto si muove rispetto a un altro oggetto, più lentamente il primo oggetto sperimenta il tempo. Per i satelliti GPS con orologi atomici, questo effetto riduce di 7 microsecondi, o 7 milionesimi di secondo, ogni giorno, secondo la pubblicazione dell'American Physical Society Physics Central (si apre in una nuova scheda).

Per saperne di più: il motore a curvatura più veloce della luce di Star Trek potrebbe funzionare davvero?

Quindi, secondo la relatività generale, gli orologi più vicini al centro di una grande massa gravitazionale come la Terra ticchettano più lentamente di quelli più lontani. Quindi, poiché i satelliti GPS sono molto più lontani dal centro della Terra rispetto agli orologi sulla superficie, ha aggiunto Physics Central, che aggiunge altri 45 microsecondi agli orologi dei satelliti GPS ogni giorno. Combinato con i 7 microsecondi negativi del calcolo della relatività speciale, il risultato netto è di 38 microsecondi aggiunti.

Ciò significa che per mantenere la precisione necessaria per individuare la tua auto o il tuo telefono o, poiché il sistema è gestito dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, gli ingegneri di un drone militare devono calcolare 38 microsecondi in più al giorno di ciascun satellite. Gli orologi atomici a bordo non ticchettano fino al giorno successivo fino a quando non hanno eseguito 38 microsecondi in più rispetto a orologi comparabili sulla Terra.

Dati questi numeri, ci vorrebbero più di sette anni prima che l'orologio atomico in un satellite GPS non si sincronizzasse da un orologio terrestre di più di un battito di ciglia. (Abbiamo fatto i calcoli: se si stima che un battito di ciglia duri almeno 100.000 microsecondi, come fa il database di Harvard dei numeri biologici utili (si apre in una nuova scheda), ci vorrebbero migliaia di giorni per quei 38 spostamenti di microsecondi per sommarsi.)

Questo tipo di viaggio nel tempo può sembrare trascurabile come la differenza di età dei fratelli Kelly, ma data l'iperaccuratezza della moderna tecnologia GPS, in realtà ha importanza. Se è in grado di comunicare con i satelliti che sfrecciano in alto, il tuo telefono può individuare la tua posizione in questo Web e l'ora con incredibile precisione.

I wormhole possono riportarci indietro nel tempo?

La relatività generale potrebbe anche fornire scenari che potrebbero consentire ai viaggiatori di tornare indietro nel tempo, secondo la NASA (si apre in una nuova scheda). Ma la realtà fisica di quei metodi di viaggio nel tempo non è un gioco da ragazzi.

I wormhole sono "tunnel" teorici attraverso il tessuto di questo tempo web che potrebbero collegare diversi momenti o luoghi nella realtà ad altri. Conosciuti anche come ponti Einstein-Rosen o buchi bianchi, al contrario dei buchi neri, le speculazioni sui wormhole abbondano. Ma nonostante nella fantascienza si occupi molto di This Web (o This Web-time), nella vita reale non sono stati identificati wormhole di alcun tipo.

"L'intera faccenda è molto ipotetica a questo punto", ha detto Stephen Hsu, professore di fisica teorica all'Università dell'Oregon, al sito gemello di This Web.com Live Science (si apre in una nuova scheda). "Nessuno pensa che presto troveremo un wormhole."

Si prevede che i wormhole primordiali siano solo 10^-34 pollici (10^-33 centimetri) alla "bocca" del tunnel. In precedenza, ci si aspettava che fossero troppo instabili perché qualcosa potesse attraversarli. Tuttavia, un nuovo studio afferma che non è così, ha riportato Live Science (si apre in una nuova scheda).

La nuova teoria, che suggerisce che i wormhole potrebbero funzionare come valide scorciatoie per il Web-time, è stata descritta dal fisico Pascal Koiran. Come parte dello studio, Koiran ha utilizzato la metrica di Eddington-Finkelstein, in contrapposizione alla metrica di Schwarzschild che è stata utilizzata nella maggior parte delle analisi precedenti.

In passato, il percorso di una particella non poteva essere tracciato attraverso un ipotetico wormhole. Tuttavia, utilizzando la metrica di Eddington-Finkelstein, il fisico è stato in grado di ottenere proprio questo.

Il documento di Koirans è stato descritto nell'ottobre 2021, nel database di prestampa arXiv (si apre in una nuova scheda), prima di essere pubblicato sul Journal of Modern Physics D.

Potremmo viaggiare nel tempo usando i wormhole? Per prima cosa, dovremmo trovarne uno. (Credito immagine: ktsdesign/Shutterstock)

Teorie alternative sui viaggi nel tempo

Mentre le teorie di Einstein sembrano rendere difficili i viaggi nel tempo, alcuni ricercatori hanno proposto altre soluzioni che potrebbero consentire salti avanti e indietro nel tempo. Queste teorie alternative condividono un grosso difetto: per quanto gli scienziati possono dire, non c'è modo che una persona possa sopravvivere al tipo di attrazione gravitazionale e spinta che ogni soluzione richiede.

Teoria del cilindro infinito

L'astronomo Frank Tipler ha proposto un meccanismo (a volte noto come Tipler Cylinder (si apre in una nuova scheda)) in cui si potrebbe prendere materia che è 10 volte la massa del sole, quindi arrotolarla in un cilindro molto lungo, ma molto denso. L'Anderson Institute (si apre in una nuova scheda), un'organizzazione di ricerca sui viaggi nel tempo, ha descritto il cilindro come "un buco nero che è passato attraverso una fabbrica di spaghetti".

Dopo aver fatto girare questi spaghetti al buco nero di alcuni miliardi di rivoluzioni al minuto, una Nave Web nelle vicinanze che segue una spirale molto precisa attorno al cilindro potrebbe viaggiare indietro nel tempo su una "curva chiusa, simile al tempo", secondo l'Anderson Institute.

Il problema principale è che affinché il Cilindro Tipler diventi realtà, il cilindro dovrebbe essere infinitamente lungo o essere fatto di un tipo sconosciuto di materia. Almeno per il prossimo futuro, la pasta interstellare infinita è fuori dalla nostra portata.

Ciambelle del tempo

Il fisico teorico Amos Ori del Technion-Israel Institute of Technology di Haifa, Israele, ha proposto un modello per una macchina del tempo fatto di questa volta Web curva, un vuoto a forma di ciambella circondato da una sfera di materia normale.

"La macchina è questa stessa ora del Web", ha detto Ori a WordsSideKick.com (si apre in una nuova scheda). "Se dovessimo creare un'area con una distorsione come questa in Questo Web che consenta alle linee temporali di chiudersi su se stesse, potrebbe consentire alle generazioni future di tornare a visitare il nostro tempo".

Ci sono alcuni avvertimenti sulla macchina del tempo di Ori. In primo luogo, i visitatori del passato non sarebbero in grado di viaggiare in tempi precedenti all'invenzione e alla costruzione della ciambella del tempo. In secondo luogo, e cosa più importante, l'invenzione e la costruzione di questa macchina dipenderebbero dalla nostra capacità di manipolare i campi gravitazionali a piacimento, un'impresa che potrebbe essere teoricamente possibile, ma è certamente al di fuori della nostra immediata portata.

Il viaggio nel tempo nella fantascienza

La macchina del tempo del Dottore è il TARDIS, che sta per Time and Relative Dimensions in This Web. (Credito immagine: BBC America)

Il viaggio nel tempo ha occupato a lungo un posto significativo nella narrativa. Fin dal "Mahabharata", un antico poema epico sanscrito compilato intorno al 400 a.C., gli esseri umani hanno sognato di deformare il tempo, ha detto a WordsSideKick.com Lisa Yaszek, professoressa di studi di fantascienza presso il Georgia Institute of Technology di Atlanta. nuova scheda) .

Ogni opera di narrativa sui viaggi nel tempo crea la propria versione di This Web-time, sorvolando su uno o più ostacoli e paradossi scientifici per raggiungere i requisiti della trama.

Alcuni fanno un cenno alla ricerca e alla fisica, come " Interstellar ", un film del 2014 diretto da Christopher Nolan. Nel film, un personaggio interpretato da Matthew McConaughey trascorre alcune ore su un pianeta in orbita attorno a un buco nero supermassiccio, ma a causa della dilatazione del tempo, gli osservatori sulla Terra vivono quelle ore come una questione di decenni.

Altri adottano un approccio più stravagante, come la serie televisiva "Doctor Who". La serie presenta il Dottore, un extraterrestre "Time Lord" che viaggia in una This Webship che ricorda una cabina blu della polizia britannica. "La gente presume", ha spiegato il Dottore nello spettacolo, "che il tempo sia una rigida progressione dalla causa all'effetto, ma in realtà da un punto di vista non lineare e non soggettivo, è più simile a una grande palla di traballanti, traballanti, tempestivi… roba schifosa."

I franchise di lunga data come i film e le serie televisive di "Star Trek", così come gli universi comici come la DC e la Marvel Comics, rivisitano l'idea del viaggio nel tempo più e più volte.

Ecco un elenco incompleto (e profondamente soggettivo) di alcune opere di narrativa sui viaggi nel tempo influenti o notevoli:

Libri sui viaggi nel tempo:

"A Christmas Carol" di Charles Dickens presenta "Il fantasma del Natale che deve ancora venire" dal futuro. (Credito immagine: Getty)

  • Rip Van Winkle (Cornelius S. Van Winkle, 1819) di Washington Irving
  • A Christmas Carol (Chapman & Hall, 1843) di Charles Dickens
  • La macchina del tempo (William Heinemann, 1895) di HG Wells
  • Uno yankee del Connecticut alla corte di Re Artù (Charles L. Webster and Co., 1889) di Mark Twain
  • Il ristorante alla fine dell'universo (Pan Books, 1980) di Douglas Adams
  • A Tale of Time City (Methuen, 1987) di Diana Wynn Jones
  • La serie Outlander (Delacorte Press, 1991-oggi) di Diana Gabaldon
  • Harry Potter e il prigioniero di Azkaban (Bloomsbury/Scholastic, 1999) di JK Rowling
  • Ladro di tempo (Doubleday, 2001) di Terry Pratchett
  • La moglie del viaggiatore del tempo (MacAdam/Cage, 2003) di Audrey Niffenegger
  • All You Need is Kill (Shueisha, 2004) di Hiroshi Sakurazaka

Film sui viaggi nel tempo:

  • Il pianeta delle scimmie (1968)
  • Superuomo (1978)
  • I banditi del tempo (1981)
  • Il terminatore (1984)
  • Serie Ritorno al futuro (1985, 1989, 1990)
  • Star Trek IV: Il viaggio verso casa (1986)
  • L'eccellente avventura di Bill e Ted (1989)
  • Giorno della marmotta (1993)
  • Galaxy Quest (1999)
  • L'effetto farfalla (2004)
  • 13 In corso 30 (2004)
  • La casa sul lago (2006)
  • Incontra i Robinson (2007)
  • Macchina del tempo della vasca idromassaggio (2010)
  • Mezzanotte a Parigi (2011)
  • Looper (2012)
  • X-Men: Giorni di un futuro passato (2014)
  • Bordo di domani (2014)
  • Interstellare (2014)
  • Dottor Strange (2016)
  • Una ruga nel tempo (2018)
  • L'ultimo Sharknado: era ora (2018)
  • Avengers: Endgame (2019)
  • Principio (2020)
  • Palm Springs (2020)
  • Justice League di Zach Snyder (2021)
  • La guerra di domani (2021)

La televisione sui viaggi nel tempo:

Il viaggio nel tempo è possibile nell'universo di Star Trek. (Credito immagine: Getty)

  • Doctor Who (1963-oggi)
  • The Twilight Zone (1959-1964) (episodi multipli)
  • Star Trek (più serie, più episodi)
  • Samurai Jack (2001-2004)
  • Perduto (2004-2010)
  • Phil del futuro (2004-2006)
  • Steins;Gate (2011)
  • Outlander (2014-oggi)
  • Loki (2021-oggi)

Giochi sui viaggi nel tempo:

  • Chrono Trigger (1995)
  • TimeSplitters (2000-2005)
  • Kingdom Hearts (2002-2019)
  • Prince of Persia: Le sabbie del tempo (2003)
  • Dio della seconda guerra (2007)
  • Ratchet e Clank Future: A Crack In Time (2009)
  • Sly Cooper: Ladri nel tempo (2013)
  • Dishonored 2 (2016)
  • Titanfall 2 (2016)
  • Outer Wilds (2019)

Risorse addizionali

  • Esplora i pensieri del fisico Peter Millington sulle teorie sui viaggi nel tempo di Stephen Hawking in The Conversation (si apre in una nuova scheda).
  • Dai un'occhiata a una spiegazione adatta ai bambini del viaggio nel tempo nel mondo reale da This Web Place della NASA (si apre in una nuova scheda).
  • Per una panoramica dei viaggi nel tempo nella narrativa e nella coscienza collettiva, leggi " Il viaggio nel tempo: una storia (si apre in una nuova scheda)" (Pantheon, 2016) di James Gleik.
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