I viaggi nel tempo sono sempre stati relegati nel confine della fantascienza. A ben vedere, le moderne teorie scientifiche non li escludono affatto. Pur essendo molto difficili da realizzare sul piano operativo, la possibilità di viaggiare nel tempo non è una chimera irraggiungibile. Ecco le tecniche principali con le quali probabilmente un giorno viaggeremo nel tempo.  

Viaggio nel tempo

Da sempre gli uomini sognano di viaggiare nel tempo, di trovare il modo di rimanere eternamente giovani, di correggere gli errori del passato, di prevedere ciò che il fato ha in serbo. Eppure tutti, ad eccezione di alcune menti più dotate, hanno considerato lo spostamento nel tempo pura fantasia. Se è vero che questo argomento è il filo conduttore di innumerevoli romanzi di fantascienza, negli ultimi decenni diversi scienziati, rasentando con le loro ricerche il fantastico, si sono chiesti come la fantasia potrebbe diventare realtà.

I viaggi nel tempo sono sempre stati considerati con sospetto perché consentirebbero di influire sul passato, contro il fondamentale principio di causalità. Si pensi per esempio al notissimo paradosso del nonno. Se si potesse viaggiare a ritroso nel tempo si potrebbe uccidere il proprio nonno ma, se si uccidesse il proprio nonno, sarebbe impossibile essere nati. E se non si fosse mai nati non sarebbe possibile viaggiare a ritroso nel tempo. Così, chi avrebbe ucciso il nonno?

La violazione della causalità infrange le leggi della scienza e tanto basta a molti scienziati per rifiutare le teorie sui viaggi nel tempo. Ma le tre “macchine del tempo” descritte di seguito non possono essere liquidate altrettanto facilmente. Esse si fondano sulla teoria, generale e speciale, della relatività. Anche se ognuna richiederebbe per la sua costruzione una tecnologia che va ben oltre i nostri sogni, esse rappresentano il mezzo possibile, anche se difficile e lontano, per superare l’ultima frontiera che costituisce ancora una sfida per l’uomo.

Viaggio attraverso una “Singolarità Rotante”

Secondo la teoria della relatività, se in un luogo si raccoglie abbastanza massa il suo campo gravitazionale curverà spazio e tempo. In queste pieghe cosmiche sarebbero possibili i viaggi nel tempo. Un “qualcosa” che producesse questa eccezionale forza di gravità sarebbe come una macchina del tempo: secondo alcuni i buchi neri sarebbero appunto questo “qualcosa”.

Da quanto ne sappiamo, i buchi neri si generano dal collasso di una stella. Ciò creerebbe una singolarità, un punto di densità e gravità tali da non lasciar sfuggire neppure la luce. Intorno si stende l’orizzonte degli eventi, terra di nessuno in cui la gravità si farebbe sentire e oltre il quale non si vedrebbe nulla poiché ogni luce sarebbe assorbita.

Sono stati sviluppati diversi modelli di buchi neri. Molti però non sarebbero navigabili, perché qualsiasi oggetto che si avvicinasse all’orizzonte degli eventi sarebbe risucchiato e ridotto ad infinita densità. L’unico “navigabile” è il cosiddetto “buco nero rotante”.

Il concetto è stato proposto per primo nel 1963 dal fisico Roy Kerr. Tutte le stelle ruotano e quando una stella collassa la rotazione influenza la struttura del buco nero. Potrebbero esserci diversi orizzonti degli eventi e la stella diventerebbe schiacciata, come un vassoio. Se il buco nero fosse a forma di anello e fosse stabile, teoricamente potrebbe permettere viaggi nel tempo. Un’astronave potrebbe attraversare l’orizzonte degli eventi e navigare attraverso la singolarità ad anello emergendo nell’iperspazio, dove le coordinate spazio-tempo sono state curvate dalla rotazione del buco.

Muoversi nello spazio equivarrebbe allora a muoversi nel tempo. Nell’iperspazio, il pilota segue un percorso circolare accanto alla singolarità rotante. Viaggiando nel senso della rotazione spedirebbe la nave nel futuro. In senso contrario, la scaglierebbe nel passato. Raggiunta l’epoca desiderata, il pilota lascerebbe l’iperspazio e, attraverso l’anello, tornerebbe al nostro spazio, nel tempo prescelto.

Wormhole – Tunnel nel passato

I “buchi di verme” cosmici non esistono solo nella fantascienza o nelle equazioni di alcuni fisici di frontiera ma queste fantastiche autostrade verso nuove dimensioni spazio-temporali sono da qualche anno alla ribalta per il lavoro di due scienziati che hanno usato tanto le equazioni quanto le teorie di Einstein, per costruire lo scenario di un viaggio nel tempo.

L’espressione prende il nome dai buchi che i vermi scavano nella mela. Allo stesso modo un verme cosmico scaverebbe un “tunnel spaziale” che porterebbe da una regione all’altra. Secondo i fisici Kip S. Thorne e Michael Morris, il primo passo per un viaggio attraverso “buchi di verme” è di trovarne uno, e aprirne l’ingresso con qualche forma di materia “esotica”. Di qui in poi siamo nel campo della relatività speciale.

Secondo questa teoria, più un oggetto si avvicina alla velocità della luce più il tempo per esso rallenta. Così un astronauta che avesse lasciato il suo gemello sulla Terra per viaggiare nello spazio ad una velocità paragonabile a quella della luce, al suo ritorno si accorgerebbe di essere invecchiato meno del gemello rimasto a terra. I due ingressi del “buco di verme” potrebbero essere i due gemelli: se uno iniziasse a viaggiare alla velocità della luce (o quasi) con movimento circolare e poi venisse fermato, sarebbe paragonabile al gemello in viaggio e più “giovane”. L’orologio situato in questa entrata avanzerebbe a velocità minore di un altro posto appena fuori. Tuttavia i due orologi si sarebbero mossi entrambi ad una velocità rallentata.

In altre parole, i due ingressi si aprono su due parti dell’universo che esistono in tempi differenti. Un’astronave che entrasse nell’estremità in movimento viaggerebbe a ritroso nel tempo emergendo dall’estremità che resta ferma, forse in tempo per vedersi mentre sta entrando nell’estremità in movimento. Ma i “buchi di verme” non sono una vera macchina del tempo. Secondo Thorne e Morris permetterebbero solo visite al passato, e solo fino alla creazione del buco di verme. Non si sa come si potrebbe formare uno di questi buchi, ma nessuna legge fisica vi si opporrebbe.

Il “Cilindro di Tipler” che avvolge tempo e spazio

Fondamentalmente, gli scienziati si interessano ai viaggi nel tempo non perché sono convinti che un giorno saranno possibili, ma per quello che si può imparare sulle leggi della fisica dall’elaborazione di una teoria. C’è però chi crede che un giorno saranno possibili grossi balzi nel tempo, sia in avanti, sia a ritroso, grazie a congegni messi a punto dalla scienza. La probabilità che occorra un altro millennio perché tali congegni diventino realtà non spaventa pensatori coraggiosi come Frank Tipler, dell’Università di Tulane.

Tipler ha elaborato la sua teoria su quella della relatività generale di Einstein, secondo cui masse sufficienti sono in grado di cambiare o di distorcere lo spazio-tempo per mezzo della gravità. Estendendo ulteriormente le idee di Einstein, Tipler teorizzò che se nello spazio un oggetto massiccio ruotasse alla metà della velocità della luce, il tempo-spazio verrebbe avvolto su se stesso. Ciò significa che due punti lontani nello spazio si riavvicinerebbero fino a sovrapporsi. E a questo punto il viaggio nel tempo diverrebbe possibile.

Per Tipler il viaggio nello spazio, almeno matematicamente, sarà possibile se una futura generazione saprà creare un enorme cilindro con una lunghezza approssimativamente dieci volte superiore al suo diametro. Ruotando a metà della velocità della luce, il cilindro creerebbe intorno al suo centro una zona di spazio in cui il tempo si ripiega: i viaggiatori dello spazio avrebbero realizzato un buco nero fatto dall’uomo. Il cilindro rotante si comporterebbe in modo molto simile ad un buco a forma di anello rotante.

Per usare il cilindro come una macchina del tempo, un’astronave dovrebbe avvicinarsi al suo centro e circumnavigarlo, in senso contrario alla rotazione per viaggiare nel passato, nel senso della rotazione per viaggiare nel futuro. Ogni rivoluzione la porterebbe sempre più avanti o indietro nel tempo. Giunti a destinazione, i viaggiatori del tempo non dovrebbero fare altro che allontanare la nave dal cilindro.

Ovviamente tutte le macchine del tempo immaginate fino ad oggi hanno un limite: non si può andare più indietro del momento della creazione del cilindro. Anche se il cilindro di Tipler è teoricamente possibile, egli stesso, al pari di altri scienziati di idee aperte, ammette che “siamo ancora ben lontani dall’aver risolto il problema della violazione della causalità” posto da un viaggio nel tempo. Tuttavia, come scriveva nel 1979 l’astrofisico John Gribbin in “Timewarps” (Le pieghe del tempo), se la mente umana rinunciasse a cose come le macchine del tempo sulla base della non-causalità ciò “ci direbbe molto di più sulla mente umana che non sulla natura fisica dell’universo“.