STEPHEN HAWKING: Come costruire una macchina del tempo

'Attraverso il wormhole, uno scenziato potrebbe vedere come era un minuto fa. Ma che acadrebbe se lo scenziato decidesse di sparare a se stesso attraverso il Wormhole? Morirebbe?. E se morisse allora chi avrebbe sparato?'

Salve. Il mio nome è Stephen Hawking. Fisico, cosmologo e sognatore. Anche se non posso muovermi e sono costretto a parlare attraverso una macchina, la mia mente è libera. Libera di esplorare l’universo e porsi grandi domande, come: è possibile viaggiare nel tempo? Possiamo aprire un portale verso il passato o una scorciatoia per il futuro? Possiamo piegare le leggi della natura per diventare assoluti padroni del tempo?

Un tempo il viaggio nel tempo era considerato dalla scienza come un’eresia. Evitavo di parlarne per evitare di essere etichettato come uno “strambo”. Ma oggigiorno non sono più così cauto. Infatti, oggi somiglio di più alle persone che costruirono Stonehenge. Sono ossessionato dal tempo. Se avessi una macchina del tempo visiterei Marilyn Monroe al suo apice oppure mi catapulterei da Galileo nel momento in cui puntò il suo telescopio verso il firmamento. Magari, volerei alla fine dei tempi per vedere come tutto ha fine.

Per capire come tutto questo possa essere possibile, dobbiamo concepire il tempo come fanno I fisici – a quattro dimensioni. Non è difficile come sembra. Qualsiasi studente diligente sa, anche io su questa sedia, che esistono tre dimensioni. Ogni cosa ha un’altezza, una larghezza ed una profondità.

Ma esiste un altro genere di lunghezza, quella del tempo. Anche se un essere umano può vivere all’incirca 80 anni, le pietre di Stonehenge, per esempio, sono in giro da migliaia di anni. Ed il nostro sistema solare esisterà per miliardi di anni. Ogni cosa ha una lunghezza misurabile nel tempo. Viaggiare nel tempo vuol dire viaggiare lungo questa dimensione.

Per capire cosa intendo, immaginiamo qualcosa di più comune, un viaggio in auto. Viaggiando in linea retta viaggiamo in un’unica dimensione. Svoltando a destra o a sinistra aggiungiamo una seconda dimensione. Viaggiamo su e giù in una strada di montangna ed aggiungiamo la dimensione dell’altezza, alla fine viaggiamo in tre diverse dimensioni. Ma come possiamo viaggiare lung oil tempo sulla terra? Come facciamo a trovare la via peer la quarta dimensione?

Indugiamo nella fantascienza per un attimo. I film che contemplano il viaggio nel tempo ci propongono sempre una grande macchina affamata di energia. Questa macchina crea una via attraverso il tempo, un vero e proprio tunnel. Un viaggiatore del tempo, un coraggioso, folle individuo, pronto ad affrontare chi sa cosa, entra in un tunnel temporale per emergere chi sa “quando”. Il concetto può apparire esagerato, la realtà può anche essere molto diversa da questa, ma l’idea in se è ben lungi dall’essere folle.

Anche i Fisici stanno pensando alla possibilità di tunnel nel tempo, ma lo fanno osservando i fatti da una prospettiva differente. Noi cerchiamo di capire se è possible viaggiare nel futuro senza infrangere le leggi della natura. Per come stanno le cose, pensiamo sia possibile. Che altro serve, gli abbiamo anche dato un nome: wormholes. La realtà è che I wormholes sono tutti intorno a noi, solo che sono troppo piccoli perché noi li vediamo. I wormholes sono minuscoli. Essi si verificano in pieghe e fissure dello spazio-tempo. Forse lo riterrete un concetto difficile, ma state con me.

Un wormhole è un 'tunnel' teorico o una scorciatoia, previsto dalla teoria della relatività di Einstein, che unisce due posti nello spazio-tempo, dove l’energia negativa tira spazio e tempo nella gola di un tunnel, facendoli emergere in un altro universo. Quello che rimane è pura ipotesi, come è ovvio dato che nessuno ha mai visto nulla del genere, ma è stato usato in innumerevoli lavori cinematografici come - in Stargate (1994), per esempio, che prevedeva tunnel tra diversi universi, ed in Time Bandits (1981), dove le loro posizioni sono indicate anche nelle mappe stellari.

Niente è piatto o solido. Qualsiasi cosa se guardata attentamente ha falle o rughe. E’ un principio fisico basilare, e vale anche per il tempo. Anche qualcosa di liscio come una palla da biliardo ha rughe e minuscole cavità. Ora, questo è semplide da dimostrare quando parliamo delle classiche tre dimensioni. Ma credetemi, è vero anche per la quarta. Ci sono piccolo rughe, cavità ed imperfezioni nel tempo. Giù, alle più piccolo unità di grandezza, più piccole dei moduli, più piccole degli atomi, andiamo in un posto chiamato schiuma quantistica. Questo è il luogo dove esistono i wormholes. Minuscoli tunnel e scorciatoie che attraversano il tempo, spariscono, e si riformano in questo mondo quantico. A li, uniscono due luoghi e due tempi separati.

Sfortunatamente, questi tunnel sono milioni, miliardi, trilioni di volte più piccolo di un acentimetro. Decisamente troppo piccolo perchè un essere umano ci passi. Alcuni scenziati ritengono che si possa allargare uno di questi tunnel a sufficienza per farci passare un essere umano o anche un’astronave.

Basta avere sufficiente energia e la tecnologia adatta, si potrebbe costruirne uno gigantesco per esempio nello spazio. Non dico che siamo in grado di farlo, ma se possibile, sarebbe un oggetto davvero straordinario. Un capo sarebbe quì vicino alla terra, e l’altro lontano, lontanissimo, vicino chi sa quale pianeta.

In teoria, un tunnel del genere potrebbe permetterci di fare cose ben superiori a viaggiare verso altri pianeti. Se I due capi fossero nello stesso luogo, ma ad una distanza di tempo differente, una nave potrebbe andare lontano e rimanere comunque sulla terra, ma in un distante passato. Magari I dinosauri potrebbero assistere all’atterraggio di un’astronave.
Il veicolo più veloce della storia è stato l’Apollo 10. Raggiungeva 25,000mph. ma per viaggiare nel tempo dovremmo andare 2000 volte più veloci.

Ora, capisco che pensare a Quattro dimensioni sia ostico, e che pensare al concetto di warmholes sia impegnativo, ma rimanete con me. Ho preparato un semplice esperimento che ci dirà se oggi o in un futuro potremo mai viaggiare nel tempo, sapete, io adoro gli esperimenti semplici e lo Champagne

Quindi ho combinato due delle mie cose preferite to per capire se si possa viaggiare nel futuro o nel passato.

Immaginiamo che stia preparando una festa, un ricevimento di benvenuto per i viaggiatori dal futuro. Ma c'è una sorpresa. Sto facendo in modo che nessuno sappia della festa. Ho preparato un invito dando le coordinate esatte in tempo e nello spazio. Spero che di copie di esso, in una forma o nell'altra, siano in giro per molte migliaia di anni. Forse un giorno qualcuno che vive nel futuro troverà le informazioni su un invito ed utilizzerà una macchina del tempo per venire alla mia festa, questo dimostrerebbe che il viaggio nel tempo è possibile.
Nel frattempo, attendo che i miei ospiti viaggiatori del tempo arrivino. Cinque, quattro, tre, due, uno. Ma, nessuno arriva. Che peccato. Speravo che almeno una signorina dal futuro attraversasse quella porta. Allora, perché il mio esperimento non ha funzionato? Uno dei motivi potrebbe essere a causa di un problema ben notoquando si tratta di viaggi ne passato, il problema di ciò che chiamiamo paradossi.

I paradossi sono qualcosa di buffo se ci pensate bene. Il più famoso è il paradosso del nonno. Io ne ho uno più semplice che ho chioamato: il paradosso dello scienziato pazzo.

Non mi piace il modo in cui nei film gli scienziati sono spesso descritti come pazzi, ma in questo caso, è vero. Questo tizio è determinato a creare un paradosso, anche se questo gli costerà la vita. Immaginare, in qualche modo, ha costruito un wormhole, un tunnel temporale che si estende per un solo minuto nel passato

Attraverso il wormhole, lo scienziato può vedere se stesso come era un minuto fa. Ma cosa succede se il nostro scienziato utilizza il wormhole per uccidere il suo io precedente? Lui è morto. Quindi chi ha sparato il colpo? E 'un paradosso. Semplicemente non ha senso. È il tipo di situazione che dà incubo per i cosmologi.

Questo tipo di macchina del tempo violerebbe una regola fondamentale che governa l'intero universo – un effetto accade dopo che un evento lo ha provocato, e mai il contrario. Credo che non possiamo spingerci fino all’impossibile. Se così fosse poi non ci sarebbe modo per evitare che l’universo cada nel caos. Quindi penso che accadrà semprequalcosa che impedisce il paradosso. In qualche modo ci deve essere un motivo per cui il nostro scienziato non potrà mai trovarsi in una situazione in cui si poteva sparare. E in questo caso, mi dispiace dirlo, lo stesso wormhole è il problema.

Alla fine, penso che un wormhole come questo non può esistere. E la ragione di ciò è il feedback. Se siete mai stati a un concerto rock, probabilmente riconosce questo rumore stridulo. E 'feedback. Qual è la causa è semplice. Suoni catturati dal microfono, trasmessi lungo i fili, fatti più forti da parte dell'amplificatore, ed usciti dagli altoparlanti. Ma se troppo del suono emesso dagli altoparlanti torna nel microfono si crea ciclo sempre più forte ogni volta. Se nessuno lo ferma, il feedback può distruggere il sistema audio.

La stessa cosa accadrà con un wormhole, solo con radiazioni al posto del suono. Non appena il wormhole si espande, la radiazione naturale entrerà in esso, e finirà in un ciclo. Il feedback sarà così forte che distrugge il wormhole. Quindi, anche se piccoli wormholes esistono, e se fosse possibile ingigantirli un giorno, non durerà abbastanza a lungo per essere utile come una macchina del tempo. Questa è la vera ragione per cui nessuno potrà tornare dietro nel tempo per me.
Qualsiasi tipo di viaggio nel tempo verso il passato attraverso il wormhole o qualsiasi altro metodo è probabilmente impossibile, altrimenti si verificherebbero paradossi. Quindi purtroppo, sembra che viaggi nel passato non se ne faranno mai. Una delusione per i cacciatori di dinosauri e un sollievo per gli storici.

Ma la storia non è ancora finita. Questo non rende tutti i viaggi nel tempo impossibili. Io credo nel viaggio nel tempo. Viaggio nel il futuro. Il tempo scorre come un fiume e sembra che ognuno di noi venga portato avanti inesorabilmente dal tempo che scorre. Ma il tempo è come un fiume in un altro modo. Scorre a velocità differenti in luoghi differenti e questa è la chiave per viaggiare nel futuro. Questa idea è stata inizialmente proposta da Albert Einstein oltre 100 anni fa. Si rese conto che ci dovrebbero essere dei luoghi dove il tempo rallenta, e altri dove il tempo accelera. Aveva assolutamente ragione. E la prova è proprio sopra le nostre teste. Nello spazio

Questo è il Global Positioning System o GPS. Una rete di satelliti in orbita attorno alla Terra. I satelliti rendono possibile la navigazione satellitare. Ma rivelano anche che il tempo scorre più velocemente nello spazio di quanto non faccia sulla Terra. All'interno di ogni navicella c’è un orologio molto preciso. Ma nonostante siano così accurati, tutti guadagnano circa un terzo di un miliardesimo di secondo al giorno. Il sistema GPS correggere questa deriva, che altrimenti con la sua piccola differenza di sconvolgerebbe l'intero sistema facendo facendo sbagliare ogni viaggio che si serve del sistema di almeno 10 chilometri. Si può solo immaginare il caos che questo potrebbe causare.

Il problema non sta negli orologi. Corrono veloci perché il tempo stesso è più veloce nello spazio di quanto non faccia sulla terra. E la ragione di questo straordinario effetto è la massa della Terra. Einstein si rese conto che la materia si trascina nel tempo e lo rallenta, come la parte lenta di un fiume. Più pesante è l'oggetto, tanto più si trascina nel tempo. E questa realtà allarmante è quello che apre la porta alla possibilità di viaggiare nel tempo verso il futuro.

Proprio nel centro della Via Lattea, 26.000 anni luce da noi, si trova l'oggetto più pesante nella galassia. Si tratta di un buco nero supermassiccio che ha la massa di quattro milioni di soli schiacciati verso il basso in un unico punto per la sua gravità. Più ci si avvicina al buco nero, più forte è la gravità. Arrivata molto vicino nemmeno la luce può sfuggire. Un buco nero come questo ha un effetto drammatico sul tempo, rallentandolo molto più di qualsiasi altra cosa nella galassia. Questo lo rende una macchina del tempo naturale.

Mi piace immaginare come una navicella spaziale potrebbe essere in grado di sfruttare questo fenomeno, in orbita intorno ad esso. Se una agenzia spaziale stesse controllando la missione dalla Terra osserverebbe che ogni orbita completa ha preso 16 minuti. Ma per i coraggiosi a bordo, vicino a questo oggetto massiccio, il tempo sarebbe rallentato. Quì l’effetto sarebbe molto più estremo rispetto alla forza gravitazionale della Terra. L'equipaggio sarebbe rallentato della metà. Ogni 16 minuti in orbita, l’equipaggio percepirebbe solo otto minuti di tempo trascorso.

Potrebbero andare in giro, sperimentando solo la metà del tempo rispetto a coloro che sono lontani dal buco nero. La nave e il suo equipaggio avrebbe viaggiato attraverso il tempo. Immaginiamo che orbitino intorno al buco nero per cinque dei loro anni. Dieci anni sarebbero passati altrove. Quando torneranno a casa, tutti sulla Terra sarebbero invecchiati cinque anni più di loro.

Quindi, un buco nero è una macchina del tempo. Ma, naturalmente, non è esattamente pratico. Ha vantaggi rispetto wormholes, nel senso che non provoca paradossi. Inoltre non si distrugge in un lampo di feedback. Ma è alquanto pericoloso. E 'molto lontano e non nemmeno ci porta molto lontano nel futuro. Per fortuna c'è un altro modo di viaggiare nel tempo. E questo rappresenta la nostra ultima e migliore speranza di costruire una macchina in tempo reale.

Dobbiamo solo viaggiare molto, molto veloce. Molto più veloce anche rispetto alla velocità necessaria per evitare di essere risucchiati in un buco nero. Ciò è dovuto a un altro fatto strano dell'universo. C'è un limite di velocità cosmica, 186.000 miglia al secondo, noto anche come la velocità della luce. Niente può superare quella velocità. E 'uno dei maggiori principi stabiliti dalla scienza. Che ci crediate o no, viaggiare quasi alla velocità della luce ci trasporterebbe nel il futuro.

Per spiegare il perché, sogniamo un fantascientifico sistema di trasporto. Immaginate una pista che va a destra attorno alla Terra, una pista per un treno superveloce. Utilizziamo questo treno immaginario che si avvicina il più possibile alla velocità della luce per vedere come diventa una macchina del tempo. A bordo ci sono passeggeri con un biglietto di sola andata verso il futuro. Il treno inizia ad accelerare, sempre più veloce. Presto gira intorno alla Terra più e più volte.

Avvicinarsi alla velocità della luce significa orbitare attorno alla Terra piuttosto veloce. Sette volte al secondo. Ma non importa quanto energia il treno abbia, non sarà mai abbastanza potente da raggiungere la velocità della luce, dal momento che le leggi della fisica lo vietano. Al contrario, diciamo che si avvicina, poco al di sotto di quella velocità finale. Ora, accade qualcosa di straordinario. Il tempo comincia a scorrere lentamente a bordo del treno rispetto al resto del mondo, proprio come in prossimità del buco nero, solo di più. Tutto sul treno è in movimento lento.

Questo accade per proteggere il limite di velocità, e non è difficile capire perché. Immaginate un bambino che corre in fino al treno. La sua velocità di avanzamento sarebbe aggiunta alla velocità del treno stessa, a questo punto non si può rompere il limite di velocità semplicemente per caso? La risposta è no. Le leggi della natura prevengono la possibilità che accada rallentando il tempo a bordo.

Ora il bambino non può correre abbastanza velocemente per rompere il limite. Tempo sarà sempre rallentato quanto basta per proteggere il limite di velocità. E da questo fatto deriva la possibilità di viaggiare di molti anni nel futuro.

Immaginate che il treno ha lasciato la stazione il 1 ° gennaio 2050. Si gira attorno alla la Terra più e più volte per 100 anni prima di giungere ad una fermata il giorno di Capodanno, 2150. I passeggeri avranno vissuto solo uno settimane perché il tempo è rallentato all'interno del treno. Quando usciranno troveranno un mondo molto differente da quello che avevano lasciato. In una settimana di viaggio percepita avranno viaggiato 100 anni nel futuro. Naturalmente, la costruzione di un treno che potrebbe raggiungere tale velocità è del tutto impossibile. Ma abbiamo costruito qualcosa di molto simile al treno; il più grande acceleratore di particelle del mondo al CERN di Ginevra, in Svizzera.

In profondità, in un tunnel circolare lungo 16 miglia, c’è un flusso di migliaia di miliardi di minuscole particelle. Quando l'alimentazione è accesa accelera da zero a 60.000 mph in una frazione di secondo. La potenza permette alle particelle di andare sempre più veloce, finché non sfrecciano attorno al tunnel 11.000 volte al secondo, che è quasi velocità della luce. Ma proprio come il treno, non hanno mai abbastanza energia per raggiungere quella velocità finale. Si può ottenere solo al 99,99 per cento del limite. Quando ciò accade, anche loro iniziano a viaggiare nel tempo. Lo sappiamo grazie ad alcune particelle osservabili per un tempo estremamente breve, chiamate pi-mesoni. Di solito, si disintegrano dopo soli 25 miliardesimi di secondo. Ma quando sono accelerate a velocità quasi-luce durano 30 volte più a lungo.

E 'davvero molto semplice. Se vogliamo viaggiare nel futuro, abbiamo solo bisogno di andare veloce. Veramente veloce. E credo che l'unico modo che abbiamo per farlo è quello di andare nello spazio. Il veicolo con equipaggio più veloce nella storia è stato Apollo 10. Ha raggiunto 25 mila miglia all'ora. Ma per viaggiare nel tempo dovremo andare più di 2.000 volte più veloce. E per fare questo avremmo bisogno di una nave molto più grande, una macchina veramente enorme. La nave dovrebbe essere grande abbastanza per portare una grande quantità di carburante, sufficiente per accelerare al quasi alla velocità della luce. Arrivare appena sotto il limite di velocità cosmica richiederebbe almeno sei anni interi a piena potenza.

L'accelerazione iniziale sarebbe la parte più delicata, per via delle dimensioni e del peso della nave. Ma a poco a poco prenderebbe velocità e presto coprirebbe distanze enormi. In una settimana raggiungerebbe i pianeti esterni. Dopo due anni raggiungerebbe metà della velocità della luce e sarebbe di gran lunga fuori del nostro sistema solare. Due anni dopo si sarebbe recato al 90 per cento della velocità della luce. Circa 30.000 miliardi miglia di distanza dalla Terra, e quattro anni dopo il lancio, la nave avrebbe cominciato a viaggiare nel tempo. Per ogni ora di tempo a bordo della nave, due ore sarebbero passate sulla Terra. Una situazione simile a quella navicella spaziale che orbita intorno al massiccio buco nero.

Dopo altri due anni di spinta a pieno regime la nave raggiungerebbe la velocità massima, il 99 per cento della velocità della luce. A questa velocità, un solo giorno a bordo equivarrebbe ad un intero anno di tempo terrestre. La nostra nave volerebbe verso il futuro.

Il rallentamento del tempo ha un altro vantaggio. Significa che si può, in teoria, percorrere distanze straordinarie nel corso di una vita umana. Un viaggio ai margini della galassia prenderebbe soli 80 anni. Ma la vera meraviglia del nostro viaggio sarebbe che rivelerebbe quanto sia strano l'universo. E 'un universo dove il tempo scorre a velocità diverse in luoghi diversi. Dove wormholes piccoli esistono intorno a noi. E dove, in definitiva, potremmo usare la nostra comprensione della fisica per diventare veri navigatori attraverso la quarta dimensione.

www.dailymail.co.uk/home/moslive/article-1269288/STEPHEN-HAWKING-How-build-time-mach...

Ringrazio l'Amico Fabik per la traduzione