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Paul Davies e la
macchina del tempo !
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http://it.wikipedia.org/wiki/Paul_Davies
Paul Davies è noto
in tutto il mondo per le sue ricerche nel campo
dei
buchi neri, della
cosmologia e della teoria
quantistica.
Ha insegnato nelle università di
Londra, Cambridge, Newcastle e Adelaide. Ha
scritto, tra l’altro: L’universo che fugge
(1979), Universi possibili (1981), Dio e la
nuova fisica (1984), Sull’orlo dell’infinito
(1985), Superforza (1986), Il cosmo intelligente
(1989), La mente di Dio (1993), I misteri del
tempo (1996, premio Rhone-Poulenc), Da dove
viene la vita (2000).
Nel 1995 ha vinto il
prestigioso Premio Templeton; e di recente è
stato insignito della Medaglia Kelvin da parte
dell’UK Institute of Physics e del Faraday Award
della Royal Society.
Un grande
scienziato, Paul Davies, spiega a Newton come si
può viaggiare nel passato e nel futuro: con una
macchina che crea strade cosmiche verso tempi
lontani. E l'ha anche progettata, sfruttando
solamente tecnologie già conosciute.
Viaggiare nel tempo è possibile e sappiamo come
farlo”: esordisce così Paul Davies,
probabilmente il fisico più famoso dopo
Stephen Hawking,
mentre ci fa accomodare nel suo ufficio di
Sydney, dove vive e lavora.
Siamo andati fino in Australia per incontrarlo,
perché lo scienziato inglese ha ideato la prima
macchina del tempo, e ha scritto come costruirla
nel suo ultimo libro. La macchina non è ancora
stata realizzata, perché ci sono prima da
risolvere un po' di problemi tecnici e politici,
ma il progetto è già pronto. Anche gran parte
dei pezzi che la compongono esistono già, sparsi
nei più avanzati laboratori di ricerca di tutto
il mondo.
Camicia a quadretti con le maniche corte,
capelli e baffi ben curati, faccia rassicurante
e inequivocabilmente inglese, Paul Davies parla
dei viaggi nel tempo come di un'opportunità che
non abbiamo ancora sfruttato per pigrizia, come
se la macchina fosse già pronta a far partire i
primi “temponauti”.
Il punto di partenza è il concetto che il tempo
è una dimensione variabile, come lo sono le tre
spaziali.
Si tratta dell'idea centrale della Teoria della
Relatività, formulata da Einstein nel 1905, per
questo, secondo Davies, abbiamo in mano
addirittura da quasi un secolo la formula per
viaggiare nel tempo.
Professor Davies, come si fa a viaggiare nel
tempo ?
“La Teoria della
Relatività ci fornisce ben due metodi per
viaggiare nel futuro. Il primo è muoversi ad
alta velocità, sfruttando la distorsione del
tempo dovuta al moto, prevista dalla Relatività
ristretta. Se disponessimo di un'astronave che
viaggiasse al 99,99999 per cento della velocità
della luce, potremmo raggiungere l'anno 3000 in
meno di sei mesi”. Questo tipo di viaggio è una
conseguenza della Relatività, che ha a che fare
con il celebre paradosso dei gemelli, una
conseguenza poco intuitiva della teoria
einsteiniana. Uno di due gemelli, Castore, parte
per un viaggio spaziale a una velocità vicina a
quella della luce, il fratello Polluce resta a
casa.
Castore raggiunge la sua meta, distante dieci
anni luce, e torna subito indietro con la stessa
velocità. Per Polluce, che è rimasto a Terra,
sono passati poco più di venti anni, tanto
infatti ha impiegato il fratello a percorrere 20
anni luce a una velocità vicinissima a quella
della luce. Per Castore invece, che era in
viaggio, il tempo è trascorso molto più
lentamente. La Relatività infatti ci dice che
aumentando la velocità il tempo rallenta.
Per Castore sono passati solo tre anni, quindi,
quando torna a Terra, si ritrova ad aver fatto
un salto di 17 anni nel futuro.
Queste teorie
prevedono che si possa viaggiare a velocità
molto vicine a quella della luce.
Ma nella realtà è possibile raggiungere velocità
così elevate ?
Non c'è nulla che lo
vieti, è solo un problema di costi. Per
accelerare un carico di 10 tonnellate al 99,9
per cento della velocità della luce sono
necessari dieci miliardi di miliardi di joule,
una quantità di energia equivalente all'intera
produzione energetica dell'umanità di diversi
mesi”.
Avvicinarsi ulteriormente ai 300 mila chilometri
al secondo della luce diventa ancora più
costoso.
Quindi se avessimo a
disposizione il capitale necessario potremmo
partire verso il futuro ?
“Non escludo che ci
si riesca. Esistono nello spazio fonti di
energia illimitate che basterebbe decidere di
sfruttare. In realtà si tratta di un problema
politico: decidere di investire nella ricerca e
sviluppo delle tecnologie per sfruttare le fonti
energetiche che abbondano nello spazio. Ma c'è
un altro problema. I viaggi nel tempo fatti con
il sistema dell'alta velocità possono solo
andare nel futuro, e non tornare indietro.
Infatti se la nostra superastronave una volta
arrivata nel tremila rifacesse il viaggio a
ritroso, otterrebbe solo di fare un ulteriore
salto nel futuro terrestre”.
Questo perché il salto nel tempo non è dato
dalla direzione del moto, ma solo dalla velocità
a cui si viaggia.
Qual è il secondo metodo previsto dalla
Relatività ?
“E suggerito dalla
Relatività generale, formulata da Einstein nel
1908, che estende la Relatività ristretta e
include gli effetti della gravità sullo
spazio-tempo. La sorprendente conclusione di
questa teoria è che la gravità rallenta il
tempo. E noi possiamo verificarlo. Per esempio,
la forza gravitazionale della Terra rallenta gli
orologi di un microsecondo ogni trecento anni.
Nel 1976 i fisici Robert Vessot e Martin Levine
lanciarono nello spazio con un razzo un orologio
e videro che questo guadagnò un decimo di
microsecondo rispetto a orologi uguali rimasti
sulla Terra.
Per spostarsi
nel futuro, basterebbe sfruttare campi
gravitazionali molto più intensi di quello
terrestre, come quelli esercitati dalle stelle
di neutroni. Sono stelle che, avendo
esaurito il combustibile, si contraggono a causa
della loro massa riducendosi a una piccolissima
frazione del volume originario, ma mantengono
una massa elevatissima; alcune di esse sono poco
più grandi di una nostra città, ma hanno una
massa superiore a quella del Sole. La loro
gravità è talmente elevata che i loro atomi sono
ridotti a una poltiglia di neutroni.
Una gravità tanto forte provoca sugli orologi
una distorsione temporale molto più percettibile
di quella della gravità terrestre: sette anni su
una stella di neutroni corrisponderebbero a
dieci sulla Terra. Basterebbe quindi raggiungere
con la nostra astronave una stella di neutroni
(per esempio quella che si trova nella Nebulosa
del Granchio) per compiere un consistente balzo
in avanti nel tempo. Il problema è costruire un
mezzo capace di resistere alle condizioni
proibitive presenti in prossimità di una stella
di neutroni. E anche in questo caso non potremmo
comunque tornare indietro dal futuro”.
E
se volessimo visitare il passato ?
“La Relatività
consente anche il viaggio nel passato. Per la
Relatività generale, infatti, lo spaziotempo
può essere curvato fino al punto di
riconnettersi con se stesso, e quindi creare
"curve chiuse" sia nello spazio sia nel tempo.
Il primo a tracciare curve temporali chiuse fu
un amico di Einstein, il grande logico e
matematico austriaco
Kurt Gödel.
Gödel risolvendo le equazioni della Relatività
che descrivono i campi gravitazionali, scoprì
che nello spazio era possibile trovare orbite
che si avvolgono a spirale in un universo in
rotazione.
La sua soluzione presupponeva però che
l'universo fosse in rotazione, mentre oggi si
ritiene che l'universo non ruoti. Tuttavia, ha
il merito di dimostrare che la Teoria della
Relatività non esclude che una particella di
materia, e quindi in teoria anche un essere
umano, possa raggiungere il passato e tornare
indietro dal futuro”.
Gödel scrisse infatti: “Effettuando un percorso
di andata e ritorno a bordo di un'astronave
lungo una rotta sufficientemente ampia, è
possibile viaggiare in qualunque regione del
passato, presente e futuro e tornare indietro”.
Dopo aver letto i risultati dell'amico
matematico, Einstein confessò che la prospettiva
di uno spazio-tempo che permettesse curve
temporali chiuse, e quindi di tornare indietro
nel tempo, lo aveva tormentato durante la
formulazione della Teoria della Relatività
generale.
L'idea di Gödel però
si basa su un presupposto sbagliato, quello
dell'Universo in rotazione.
Come facciamo a visitare il passato, allora ?
“La rotazione di
Gödel non è l'unico modo per fare visita ai
nostri nonni. Una delle idee più recenti è il
wormhole
(cunicolo di tarlo), termine coniato dall'astrofisico
americano John Wheeler, che ha anche battezzato
i
buchi neri.
Un wormhole è una "scorciatoia" nella struttura
dello spazio che permette di collegare due punti
molto distanti, prima che la luce abbia avuto la
possibilità di arrivarci, e quindi è un modo per
andare indietro nel tempo attraverso una
scorciatoia nello spazio”.
La velocità della
luce infatti è un limite invalicabile. Niente,
neppure le informazioni, possono muoversi più
velocemente.
Quindi se noi riuscissimo ad
arrivare in un posto prima che siano arrivate le
notizie del nostro punto di partenza compiremmo
un viaggio a ritroso nel tempo.
Perché dopo un po' che siamo arrivati verremmo
raggiunti dal nostro passato, o se si
preferisce, ci raggiungerebbero le informazioni
del tempo in cui siamo partiti. Ma come facciamo
a raggiungere un punto prima delle informazioni,
se queste viaggiano alla velocità della luce ?
Prendiamo una scorciatoia che la luce non
conosce e facciamo meno strada.
I wormhole sono proprio questo: scorciatoie tra
due punti dell'universo che la luce non
percorre. Ma è possibile creare wormhole a
piacere ?
Dalla fantascienza
alla scienza
Nel romanzo
Contact scritto dall'astrofisico americano Carl Sagan
negli anni Ottanta, reso poi noto dall'omonimo
film con Jodie Foster, un gruppo di scienziati
riceve un messaggio radio proveniente da una
civiltà aliena più avanzata. Il messaggio
contiene le istruzioni per costruire una
macchina capace di creare un wormhole tra la
Terra e la stella Vega, distante ventisei anni
luce.
Nella storia la protagonista sale a bordo di una
capsula e viene inghiottita in un turbine simile
a una gigantesca centrifuga per poi sfrecciare
in una galleria e riemergere al centro della
galassia, dove si trova Vega, in pochi minuti.
Nel romanzo Sagan non aveva approfondito in
dettaglio come si potesse creare un simile
tunnel. Chiese così al suo amico Kip Thorne,
fisico teorico del Caltech in California, se la
sua fantasiosa idea di sfruttare un wormhole
come scorciatoia nello spazio-tempo fosse
fondata.
Stimolati dalla fantasia scientifica di Sagan,
Thorne e i suoi collaboratori si misero a
studiare i dettagli del funzionamento di questo
tipo di wormhole, che collega due regioni
distanti nello spaziotempo. Alla fine
riuscirono a creare modelli teorici di wormhole
che rimanessero aperti abbastanza a lungo da
essere attraversati da un lato all'altro da un “temponauta”,
senza che venisse annientato dalle immense forse
gravitazionali interne.
Serviva qualcosa che si opponesse alla forza di
gravità e tenesse il wormhole aperto.
La soluzione di Thorne fu l' antigravità. La
materia anti-gravitante (prevista fra l'altro
dalla stessa Teoria generale della Relatività)
permette di tenere aperto il wormhole. I modelli
di Thorne e colleghi non trovarono ostacoli da
parte delle teorie fisiche note, e questa
ricerca generò una quantità di studi che tuttora
proliferano.
Uno di questi è l'idea di Paul Davies di
costruire una macchina che crei in laboratorio i
wormhole necessari a viaggiare nel tempo.
Paradossi storici
La possibilità di
visitare il passato crea veri paradossi,
affascinanti e apparentemente impossibili da
risolvere. Il più semplice è questo: un
viaggiatore torna nel passato e uccide sua madre
ancora bambina. Quindi non sarebbe più potuto
nascere e neanche commettere l'omicidio. I
paradossi mettono in crisi il concetto di
causalità, cioè le relazioni tra causa ed
effetto, e quindi la scienza. Stephen Hawking ha
messo una toppa al problema con la sua
“congettura della protezione cronologica”: la
natura troverà sempre il modo per impedire i
viaggi nel passato.
Paul Davies invece accetta che eventi successivi
possano influire su eventi precedenti, ma
postula che le linee temporali si possano
chiudere solo tra eventi che non creino problemi
di causalità. Un esempio è quello di un ricco
signore la cui fortuna deriva da un benefattore
che aiutò la sua bisnonna un secolo prima.
Con la macchina del tempo parte per scoprire chi
è il benefattore. Una volta incontrata la
bisnonna, le rivela la propria identità di
viaggiatore del tempo e le mostra un giornale
che ha portato dal futuro.
La bisnonna legge il listino della borsa ed
investe di conseguenza. Gli investimenti sono
l'origine della fortuna del ricco signore, che
scopre così di essere il benefattore di se
stesso. Questo per Davies non è problematico.
Quello del viaggiatore che uccide sua madre
invece è irrisolvibile, quindi nessuno può
uccidere un suo antenato. David Deutsch, esperto
di viaggi nel tempo, risolve i paradossi con le
leggi della fisica quantistica.
Nel mondo subatomico regna l'indeterminazione
quantistica: un elettrone che urta un protone
può deviare verso sinistra o verso destra senza
una regola.
Secondo alcuni fisici l'indeterminatezza si
risolve con la moltiplicazione degli universi.
Ogni volta che un elettrone va a destra si forma
un nuovo universo con un elettrone che va a
sinistra.
Per Deutsch i paradossi si risolvono allo stesso
modo: se un viaggiatore del passato interferisce
con la storia, l'universo si biforca in due o
più rami, e la madre uccisa va a finire in un
universo parallelo, non in quello da cui lui
proviene.
Come si costruisce la macchina del tempo
A differenza delle
macchine del tempo di romanzi e film, quella di
Paul Davies non si sposta nel tempo, ma modifica
la struttura dell'universo per costruire un
percorso chiuso nello spazio. Crea un wormhole
artificiale che consente al viaggiatore di
andare nel passato e tornare indietro. E può
essere realizzata con le tecnologie già oggi
disponibili.
1° Il primo
strumento necessario per realizzare un wormhole
artificiale è un collisore, cioè un acceleratore
di particelle. Queste macchine permettono di
ricreare le condizioni dell'Universo a circa un
microsecondo dopo il
Big Bang
(?), quando la
temperatura era di dieci trilioni di gradi e
l'universo era in uno stato definito plasma di
quark e gluoni (particelle subatomiche).
Proprio da una bolla di questa materia ad
altissima energia si estraggono i wormhole
“virtuali”. Questi però compaiono solo per tempi
brevissimi, per poi scomparire nel vuoto che si
trova all'interno degli acceleratori.
2° Il passo
successivo è trasformare i wormhole virtuali in
reali, iniettando l'energia sufficiente per
evitare che riscompaiano.
È un fenomeno noto
della fisica, per esempio si utilizza nella
trasmissione di onde radio. Intorno a un
elettrone girano fotoni virtuali, formando il
campo elettrico. Se si accelera l'elettrone,
facendolo passare in un filo, i fotoni virtuali
acquistano energia e si trasformano in fotoni
reali allontanandosi dal filo sotto forma di
onde radio. Tuttavia, l'energia del plasma di
quark e gluoni non basta per raggiungere le
temperature richieste per trasformare questa
“schiuma” spazio-temporale in vero wormhole.
II secondo strumento per fabbricare la macchina
del tempo di Davies è un dispositivo dl
implosione che dà alla bolla di quark e gluoni
l'energia necessaria per comprimerla di un
fattore pari a un miliardo di miliardi.
Questo per elevarne la temperatura consentendo
la trasformazione della bolla in un embrione di
wormhole.
La difficoltà non è nella quantità di energia
necessaria (circa dieci miliardi di joule, la
produzione di una centrale elettrica in qualche
secondo), quanto nella concentrazione
dell'energia su dimensioni così piccole.
3° Per portare il
wormhole dallo stato embrionale a dimensioni
utili occorre utilizzare un dilatatore, che ne
accresca le dimensioni e lo mantenga aperto per
consentire al temponauta di passarvi senza
problemi.
Per fare questo Paul Davies ipotizza di servirsi
dell'antigravità, una forza repulsiva che può
essere prodotta dal cosiddetto “effetto Casimir”. Due piastre conduttrici variano i campi
elettromagnetici dello spazio, creando una forza
repulsiva, l’antigravità appunto.
4° L'ultima fase
consiste nel trasformare il wormhole, ormai
portato alla taglia giusta, in una macchina del
tempo.
E cioè stabilire una differenza temporale
permanente tra le sue estremità. Il compito è
affidato al differenziatore e la tecnica
suggerita è la dilatazione temporale che si
osserva nell'effetto dei gemelli.
Ancora una volta si ricorre a un acceleratore di
particelle, in questo caso per far circolare una
delle estremità del cunicolo a velocità prossime
a quella della luce, per un periodo
sufficientemente lungo da provocare una
discrepanza temporale fra le due estremità. Così
si può viaggiare indietro nel tempo.
La macchina del tempo è pronta. Bisogna ancora
risolvere qualche problema tecnico, ma esiste un
progetto da seguire.
Tratto da:
diamante.uniroma3.it
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I VIAGGI nel TEMPO
Fra gli oggetti più affascinanti dell'Universo,
i buchi
neri rappresentano tuttora una miniera di
interrogativi e di teorie capaci di andare a
fondo fino a traguardi conoscitivi inaspettati
su temi cosmologici ed anche filosofici di
grande portata.
Ad esempio, la possibilità o meno di "viaggiare
nel tempo" o nelle dimensioni, la natura stessa
dello
spazio-tempo, ecc...
Ecco un' interessante trattazione dell'
argomento, con varie implicazioni di notevole
portata, a firma di un *vero scienziato*
italiano, un ricercatore e divulgatore
scientifico di cui torno a segnalare il sito la
cui lettura consiglio a tutti:
http://www.oloscience.com/
Se Fausto Intilla, avendo il coraggio di parlare
di "oloscienze", si mette consapevolmente alla
berlina dei gradassi intransigenti che
rappresentano la fisica e la scienza ortodosse,
noi vediamo in questo l'inconfondibile "marchio"
che segna una mente libera e viva, di quelle che
segneranno il futuro della conoscenza umana
avendone tracciato i primi solchi:
"Nel campo della fisica, l'esperimento ideale
del viaggio nel tempo è talvolta usato per
esaminare le conseguenze di teorie scientifiche
come, ad esempio, la relatività speciale, la
relatività generale e la meccanica quantistica.
È stato ampiamente approvato con prove
sperimentali che lo scorrere del tempo non
esiste come tempo assoluto: infatti, come
previsto dalla relatività ristretta, lo scorrere
del tempo è differente per osservatori che siano
in moto uno rispetto all'altro.
- Alle velocità infraluminali, al di sotto della
soglia della velocità della luce nel vuoto,
esistono corpi dotati di masse, sia a riposo che
accelerata, superiori a zero: tali corpi possono
muoversi avanti ed indietro nello spazio ma non
nel tempo (nel nostro "universo" la direzione
del tempo è preordinata e corre dal "passato" al
"futuro").
- Alla velocità della luce, lo spazio ed il
tempo si annullano: il fotone, dotato di massa a
riposo ed accelerata quasi nulle può muoversi a
questa fantastica velocità in quanto
virtualmente privo di inerzia. Esso si trova
contemporaneamente dappertutto ed in un eterno
presente. Un corpo dotato di massa superiore a
quella del fotone non può raggiungere la
velocità della luce, in quanto, come compendio
della legge einsteniana dell'equivalenza tra
materia ed energia (E = mc2), tutta l'energia
fornita per accelerare il corpo massivo a
velocità prossime a quelle luminali viene
convertita automaticamente in materia andando,
in ultima analisi, a massificare ulteriormente
il corpo stesso, accrescendone l'inerzia, il che
richiede ulteriore energia per accelerarlo (in
pratica si crea un circolo vizioso in cui
l'energia non accelera più il corpo ma
addirittura ostacola il movimento del corpo
stesso incrementandone la massa, in quanto
convertita in materia).
- A velocità sopraluminali, invece, l'ipotetico
corpo dovrebbe possedere soltanto una massa
virtuale, sia a riposo che accelerata. A questa
ipotetica particella è stato attribuito il nome
di "Tachione".
Esso si muoverebbe in uno spazio ancora nullo
(in realtà, dovrebbe muoversi in uno spazio
negativo, il che non ha senso) ed in un tempo
"invertito". Praticamente, non sarebbe libero di
muoversi nello spazio, e la sua successione
temporale andrebbe dal futuro al passato,
paradossale solo per la nostra esperienza
quotidiana, ma non per la fisica. Nel "mondo
sopraluminale", in pratica le conseguenze
precederebbero la causa generante; l'effetto
precederebbe la causa.
Anche il secondo principio della termodinamica
verrebbe ad esser invalidato: ad esempio
vedremmo i cocci di vetro ricomporsi e generare
un bicchiere; oppure un cadavere riprendere vita
e ringiovanire fino al momento del concepimento.
Da notare a questo proposito che la teoria
einsteniana non vieta le velocità superiori a
quella della luce. Essa vieta il raggiungimento
della velocità della luce per un corpo massivo,
ma non vieta il superamento di questo estremo
limite.
Sappiamo, dalla relatività ristretta, che il
tempo rallenta in un sistema di riferimento in
movimento. In altri termini, più un oggetto si
sposta velocemente rispetto ad un altro (perché
è minore la differenza tra la velocità del corpo
in movimento e la velocità massima relativa,
cioè la velocità della luce), più il tempo per
il primo oggetto passa più lentamente rispetto
al secondo, spostando in pratica il primo nel
futuro del secondo. La possibilità realmente
offerta dalle due grandi teorie relativistiche
di Albert Einstein permettono di sperimentare
quasi ordinariamente già oggi piccoli viaggi nel
tempo.
Nella pratica, ponendo un orologio di precisione
su di un mezzo ad alta velocità, tipicamente un
velivolo, è normale riscontrare una discrepanza
con il rispettivo orologio di riferimento
precedentemente sincronizzato, posto ad esempio
sulla pista, dimostrando evidentemente che
l'orologio spostatosi ad alta velocità dal suo
riferimento ha viaggiato qualche frazione di
secondo nel futuro dell'orologio posto a terra.
A tale proposito dobbiamo pensare che la
"velocità" con cui scorre localmente il tempo in
un sistema in quiete è di 1 secondo (del sistema
di riferimento) al secondo (del sistema locale
che coincide col riferimento). Nel precedente
esempio sul velivolo il tempo scorre a più di 1
secondo al secondo (sempre tra tempo locale e
tempo del sistema di riferimento che non
coincidono) in quanto sul mezzo in movimento la
dimensione temporale è allungata (mentre quella
spaziale si accorcia) provocando un lievissimo
balzo in avanti nel tempo riscontrabile da
evidenze strumentali sperimentali, ma non dalla
mente umana.
Per viaggi temporali riscontrabili
dall'esperienza umana, tali teorie ci dicono
che, se un corpo è soggetto ad una velocità
(commensurabile con quella della luce nel vuoto)
oppure a campi gravitazionali significativi
(come in prossimità di un buco nero o di una
stella di neutroni), il tempo ne viene
enormemente influenzato nel suo scorrere, fino
ad arrivare a fermarsi per un osservatore
(orizzonte degli eventi). In prossimità
dell'orizzonte degli eventi, lo scorrere del
tempo verrebbe arrestato solo per colui che si
trovasse proprio sull'orizzonte medesimo, ovvero
sul confine tra il nostro universo "familiare" e
l'universo chiuso (una sorta di "punto di non -
ritorno") che si trova oltre l'orizzonte e che
termina sulla singolarità ("collapsar") implosa
e collassata che genera l'orizzonte e gli
effetti fisici e relativistici associati al buco
nero.
Per semplificare il concetto, praticamente, un
astronauta che si trovasse sul confine delineato
dall'orizzonte degli eventi si muoverebbe in
modalità sincrona col ruotare dell'orizzonte e
vedrebbe ogni oggetto al di là dell'orizzonte
come se fosse in un eterno presente: un oggetto
che dovesse cadere nel buco nero avrebbe un
tempo nullo per l'osservatore posto
sull'orizzonte degli eventi, che mai lo
vedrebbe, per tutta l'eternità, ed un tempo suo
proprio, talmente accelerato da esser
incompatibile con lo stato della materia
ordinaria, che lo schianta in una frazione di
secondo sulla singolarità stessa.
Da questo concetto ne consegue che non soltanto
la materia (perché la collassa generante il
buco nero non può fisicamente esser costituita
da materia ordinaria) può influenzare lo
spazio-tempo, bensì anche le concentrazioni
massive d'energia, il che è plausibile, essendo
la materia una forma particolare d'energia, in
base alla teoria einsteniana.
Per capire un po' meglio questo concetto
assolutamente poco intuitivo dobbiamo infatti
raffigurarci lo spaziotempo (o "cronotopo",
mutuando il termine dalla geometria) come un
telo perfettamente elastico, ben tirato,
increspato in qualche punto da alcuni gravi
(curvatura spaziotemporale). La gravità è
rappresentata dalla deformazione di questo telo
che flette, ad esempio, nei dintorni della massa
di una stella, proprio come farebbe una palla da
biliardo su un telo elastico. Il tempo può
essere visto invece come l'inclinazione di
questo tessuto, che in prossimità delle
infossature si accentua (si dilata e si allunga)
mentre come accade nel tessuto, lo spazio tra un
punto e l'infossatura si accorcia (e
diminuisce), tanto più quanto più la massa è
pronunciata .
Un'estensione di questa teoria porta ad
ipotizzare che lo stesso spazio-tempo non sia un
qualcosa di unitario, come da noi percepito,
bensì un'entità "discreta", ovvero composta da
quanti, esattamente come tutta la materia e
l'energia: a livello ultramicroscopico,
pertanto, esisterebbero dei quanti non
ulteriormente divisibili di spazio-tempo e lo
scorrere del tempo rappresenterebbe solo una
nostra illusione ottica. Il divenire, pertanto,
altro non sarebbe che lo spostamento tra quanti
contigui di spazio-tempo. Anche la nostra
esistenza sarebbe dettata da questa regola: ogni
quanto di spazio tempo può contenere o meno una
copia di ciascuno di noi: se non la contiene si
tratta del periodo anteriore alla nascita o
posteriore alla morte.
Se la contiene, invece, ogni quanto conterrà una
nostra copia in un dato "istante" temporale,
cosicché la durata della "nostra vita" altro non
sarebbe che la sequenza precisa, ordinata,
accurata e lineare di singoli quanti
spaziotemporali contenenti una copia di noi in
una data "epoca". Ovviamente, a livello
macroscopico, essa viene da noi interpretata
come un divenire dalla nascita alla morte,
ovvero quello che chiamiamo "Vita".
Una macchina del tempo tecnologica che viaggi
nel futuro potrebbe perciò funzionare
accorciando lo spazio e dilatando il tempo, che
ad esso è relativo, procedendo a velocità
astronomiche, oppure potrebbe piegare la
struttura dello spaziotempo creando
l'increspatura da cavalcare come una tavola da
surf sull'onda. Ad oggi comunque non si conosce
un modo né per accelerare a tali velocità, né
per piegare lo spaziotempo, ma non appaiono
problemi insormontabili.
I buchi neri in veste di "macchine del tempo"
naturali non sono facilmente sfruttabili per
vari motivi. Vediamo i più immediati:
- Di buchi neri ne esistono tanti, di dimensioni
estremamente variabili. Il problema principale è
quello di andarsi a collocare presso l'orizzonte
degli eventi senza esserne inghiottiti. Ma gli
effetti gravitazionali del buco nero si fanno
sentire anche prima di giungere all'orizzonte
stesso, e non è facile quantificare la massa
della singolarità centrale da cui dipende l'area
coperta dall'orizzonte ed il volume del buco
nero medesimo. Basta un'inezia nel calcolo e
l'effetto sarebbe davvero poco piacevole per gli
sperimentatori.
- Come macchina del tempo un buco nero sarebbe
limitato, nel senso che potrebbe portare
indietro nel tempo uno sperimentatore non oltre
il momento della sua formazione.
- Se il buco nero fosse di tipo "non rotante" -
e nessuno lo può sapere a priori - non ci
sarebbe verso di attraversare indenni
l'orizzonte degli eventi: il verso preso sarebbe
inevitabilmente diretto sulla singolarità
centrale, dopo esser stati ridotti ad una
stringa monodimensionale per ipercompressione a
densità infinita.
- Questo discorso vale solo in parte nel caso
d'un buco nero rotante.
Durante gli anni sessanta il matematico
neozelandese Roy Kerr scoprì che lo schianto
sulla singolarità può anche non avvenire se il
buco nero è rotante. In questo caso, si forma
pur sempre una singolarità, ma sotto forma di
anello toroidale e non come punto adimensionale,
come il biscotto col buco al centro. In via di
principio sarebbe possibile immergersi in un
buco nero di questo tipo e passare attraverso
l'anello per emergere in un altro luogo ed in un
altro tempo, forse in un universo parallelo,
purché la direzione d'incontro col buco nero
rispetti un certo angolo d'incidenza.
Questa "soluzione Kerr" è stato il primo esempio
matematico di macchina del tempo, Negli anni
ottanta, comunque, Kip Thorne, del CalTech (uno
dei principali esperti al mondo sulla teoria
generale della relatività) ed i suoi colleghi si
misero a provare una volta per tutte che tali
sciocchezze non erano ammesse realmente dalle
equazioni di Einstein.
Studiarono la situazione da tutte le parti ma
furono costretti alla conclusione non tanto
gradita che non c'era realmente nulla nelle
equazioni che vietasse il viaggio nel tempo
ammesso che si abbia la tecnologia per
manipolare i buchi neri (e questa è una grossa
clausola restrittiva).
- Nessun candidato buco nero si trova nei nostri
paraggi.
- Oggigiorno non esistono tecnologie atte a
generare buchi neri artificiali in laboratorio."
By Fausto Intilla
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Macchina-Z
Celebre cosmologo e matematico,
John D. Barrow, insegna all’Università di
Cambridge, dopo essere stato professore a
Oxford, Berkeley e aver diretto il Centro di
Astronomia del Sussex. Grande divulgatore
scientifico, è autore di centinaia di
pubblicazioni, tra le quali
"L’universo
come opera d’arte,
Impossibilità e
Da zero all’infinito, la grande storia del
nulla" (Mondadori, 2002).
Il collega di John D. Barrow,
Dresher Joachim Hoizer, al pari dello scienziato
americano John Kelvin e dell'accademico russo
Nikolaj Kozyrev, ha sostenuto la teoria.
Secondo loro, un circolo a veloce rotazione
combinato ad un magnete di forma anellare in un
forte campo magnetico, e' in grado di "spingere"
una navicella spaziale ad altre dimensioni,
nelle quali possano esistere differenti
valutazioni dei coefficienti naturali, inclusi
spazio e luce.
L'apparecchiatura sara' in grado di creare
antigravita' muovendo una navicella spaziale
nello spazio regolare.
"Non stiamo cercando di sfidare le leggi
fisiche esistenti, stiamo solamente ampliando i
nostri punti di vista a questo proposito",
dice Kelvin.
"Gli studenti accademici avrebbero reagito in
modo decisamente scettico se tali argomentazioni
fossero state avanzate qualche anno fa",
sostiene Pimenov. "Oggigiorno la situazione
e' cambiata. L'istituto americano di
aereonautica e astronautica ha recentemente
pubblicato un elenco dei vincitori di vari premi
negli ultimi anni nel campo dei migliori lavori
teorici applicati alla ricerca aerospaziale."
"Le istruzioni relative ad un volo spaziale
basato sulla teoria quantum di Heim" di Hoiser e
Dresher e' stato premiato nella categoria "Il
volo futuro".
Secondo la rivista Il nuovo scienziato, l'opera
rappresenta una serie di speculazioni relative
alla possibilita' di far passare un oggetto
materiale nel cosiddetto spazio parallelo
(oppure "altro universo") da cui farlo
ritornare.
I sogni relativi ad una macchina del tempo
stanno iniziando a prendere forma negli Stati
Uniti.
La cosiddetta macchina-Z e' in fase di
costruzione nel laboratorio nazionale americano
denominato Sandia.
Essa rappresenta una delle piu' potenti risorse
"d'impulso" di un campo magnetico al mondo,
nonche' il piu' potente generatore in assoluto
di raggi roentgen.
Tali esperimenti stanno per essere effettuati
anche a Mosca, nell'istituto di fisica teorica
ed applicata presso l'Accademia delle scienze
russa.
Tratto da:
carmillaonline.com
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