Spazio e tempo formano un’unica entità, come ci insegna Einstein con la sua teoria della relatività. Astratto e invisibile, il tempo è comunque onnipresente. È davvero una variabile lineare e tranquilla? Certamente no. Si curva, si deforma… e solleva molte domande. Può evolversi in modo parallelo, tornare indietro, stagnare, accelerare? A questo punto ci sono poche risposte, ma molte piste promettenti. Nonostante un universo completamente smisurato, domare lo spazio-tempo significa forse abbattere barriere che sembrano insormontabili.
Se innumerevoli stelle squarciano l’oscurità quando il Sole tramonta, perché fa così buio di notte? Per una ragione semplice: alcune di esse non sono stelle. Si tratta di galassie. Fantastici punti luminosi che racchiudono miliardi di altri sistemi solari, aumentando esponenzialmente la probabilità di vita extraterrestre nell’Universo. Sappiamo che sono lì. Ad esempio, una potente sorgente di raggi X si è spenta per tre ore nel 2012 nella galassia del Vortice, a 28 milioni di anni luce da noi. Gli astrofisici pensano che questa sorgente, forse un buco nero o una stella a neutroni, sia stata eclissata dal passaggio di un pianeta. Il cosmo è pieno di opportunità. Più le scoperte si susseguono, più la nostra curiosità si estende ai confini dell’immaginabile, tanto da mettere in discussione alcune certezze e le leggi fisiche che ci sono state insegnate. Comprendiamo davvero cosa accade intorno a noi? E cosa accade accanto a noi, che non possiamo né vedere né toccare?
Paradossalmente, il tempo è astratto, complesso e si mescola allo spazio. Tuttavia, la nostra esistenza è fondamentalmente legata ad esso. Esso plasma le nostre vite e con una sorprendente facilità le regola. È una dimensione che non possiamo ignorare, tanto è preziosa. Le più grandi ricchezze non sono quelle che possiamo afferrare. Ma la nostra visione è corretta? Secondo la teoria del Big Bang, 13,8 miliardi di anni fa, un punto più piccolo di un atomo ha prodotto un’enorme esplosione. Da quel momento, tutta la materia che compone il nostro Universo, ancora in espansione oggi, è stata creata. È anche in quel momento che il tempo ha iniziato a scorrere, e da allora è progredito ininterrottamente. La grande esplosione ha proiettato particelle che si sono poi aggregate per formare stelle, pianeti e galassie in movimento. Tuttavia, il tempo sembra viaggiare in una sola direzione, sempre in avanti, come una freccia che vola nell’aria. Ma perché, se lo spazio e la materia si espandono in tutte le direzioni, il tempo avanza solo? In altre parole, siamo in un universo a due facce? Julian Barbour, che insegnava fisica all’università di Oxford, ne è convinto. All’epoca del Big Bang, il tempo potrebbe aver corso in due direzioni opposte.
La seconda legge della termodinamica stabilisce che un sistema evolve sempre verso uno stato più caotico, ma non viceversa. L’esempio classico è una tazza di vetro. Ci saranno sempre molte possibilità affinché questo vetro si rompa e si disperda in mille pezzi, ma sappiamo che, una volta rotto, è impossibile che questi frammenti si ricompongano per ripristinare il vetro com’era. Così, il vetro è un oggetto ordinato che si disordina quando si rompe, e questo è un processo irreversibile. In fisica, questa misura del disordine è chiamata entropia. La seconda legge della termodinamica afferma che l’entropia può solo aumentare, mai diminuire. Comprendiamo quindi perché diciamo che il tempo scorre in una sola direzione: perché il tempo si muove solo nella direzione in cui l’entropia aumenta.
Le leggi della termodinamica furono formulate durante la rivoluzione industriale, quando gli ingegneri cercavano di costruire macchine a vapore più efficienti, che sprecassero meno energia. La seconda legge afferma che quando l’energia viene trasferita e trasformata, una parte viene dissipata. In termini concreti, si tratta di spreco. Per Barbour, qui risiede il problema, poiché questa seconda legge è stata elaborata pensando ai cilindri e alle macchine in cui l’energia e il calore si spostano da un luogo all’altro, confinati in uno spazio ristretto. L’errore consiste nel credere che ciò che accade in uno spazio chiuso sia identico a ciò che accade su larga scala, in un universo senza limiti.
Se mettiamo un cubetto di ghiaccio in una scatola, l’entropia aumenterà in questo modo: avremo innanzitutto un cubetto di ghiaccio molto pulito, cioè con bassa entropia. Poi, questo blocco si scioglierà e l’acqua traboccherà fuori dalla scatola, aumentando così l’entropia. L’acqua finirà per evaporare e le sue particelle si diffonderanno indistintamente nella scatola, raggiungendo il massimo livello di entropia. In uno spazio senza limiti, queste particelle d’acqua potrebbero continuare a viaggiare e, grazie alla gravità, unirsi ad altre particelle per formare nuove strutture più complesse, che si svilupperanno in tutte le direzioni dello spazio… e del tempo. Secondo Barbour, quindi, ciò che determina il passaggio del tempo non è l’aumento dell’entropia, ma l’aumento della complessità, senza limiti di tempo né di spazio.
Una Variabile che si Deforma
Per rappresentare lo spazio-tempo, bisogna immaginare una scacchiera malleabile. Se si posiziona un oggetto massiccio sopra di essa, le caselle si deformano e si curvano. Accanto a un buco nero, ad esempio, il tempo non scorre più. Lo stesso vale per un individuo che si trovasse in una navetta lanciata alla velocità della luce. Questo è ciò che viene chiamato viaggio relativistico. In termini figurati, per congelare il tempo, bisogna curvarlo al punto da farlo diventare un cerchio, tornando così al punto di partenza. E alla velocità della luce, ci muoviamo altrettanto rapidamente quanto essa, annullando il suo scorrere. Sebbene sia un concetto teorico e attualmente irrealizzabile con le nostre tecnologie, è stato dimostrato matematicamente da un team di fisici, tra cui Ben Tippett e David Tsang. Senza proporre un modello pronto all’uso per costruire una macchina del tempo, dimostrano che essa è teoricamente possibile. Per farlo, è necessario considerare l’Universo non come un modello in tre dimensioni spaziali separate dalla quarta (il tempo), ma come un tutto simultaneo. Questo permette di contemplare l’esistenza di un continuum spazio-tempo, in cui i due sono intrecciati per dare sostanza all’Universo. Ben Tippett e David Tsang affermano che non solo è possibile curvare la materia, ma anche piegare il tempo.
E Poi i Multiversi…
Già gigantesco, il cosmo è unico? Abbiamo un doppio in un mondo parallelo? Il tempo scorre, ma in quante entità? Nel 2020 sono state scoperte strane particelle in Antartide. Potrebbe esistere un’altra entità dove tutto è al contrario, compreso il tempo. Antarctic Impulsive Transient Antenna (Anita) è il nome dato a un esperimento scientifico che consiste nel far volare un pallone gigante carico di numerose antenne su migliaia di chilometri alla ricerca di particelle ad alta energia provenienti dallo spazio. Durante uno dei suoi voli nel 2016, Anita ha rilevato particelle ad alta energia; ma cosa strana, invece di provenire dallo spazio, sembravano esplodere dal suolo. Sono state avanzate varie ipotesi basate su ciò che sappiamo della fisica per spiegare questo curioso segnale e tutte sono state escluse. L’unica possibilità proposta dai ricercatori sarebbe l’esistenza di un universo parallelo invertito, creato nello stesso momento del nostro durante il Big Bang. In questo mondo specchio, il positivo diventa negativo, sinistra diventa destra e il tempo scorre all’indietro. Non è tutto. Alcuni scienziati pensano di aver intravisto un universo parallelo accanto al nostro. Attraverso i punti più lontani dell’universo, note suggeriscono che il tessuto cosmologico è stato perturbato da qualcosa di incredibilmente diverso. Il Dr Ranga-Ram Chary ha esaminato i rumori e i segnali residui lasciati dal Big Bang nel fondo cosmico diffusivo. Un certo numero di punti luminosi sparsi sarebbero segnali provenienti da un universo che si è scontrato con il nostro miliardi di anni fa. Altri mondi eserciterebbero una forza sul nostro creando fenomeni apparentemente inspiegabili. Secondo questa teoria, quindi, il nostro universo non sarebbe altro che una gigantesca serie di mondi: alcuni simili al nostro e altri molto diversi. Tutti questi mondi esisterebbero simultaneamente e si influenzerebbero a vicenda attraverso una forza di repulsione.
Qualunque sia il destino dell’universo a livello cosmico, una certezza rimane indiscutibile: dato che il tempo di vita rimane limitato, dobbiamo goderne appieno.
E poi i multiversi…
Già gigantesco, il cosmo è unico? Abbiamo un doppio in un mondo parallelo? Il tempo scorre, ma in quante entità? Nel 2020, strani particelle sono state scoperte in Antartide. Esisterebbe un’altra entità in cui tutto è al contrario, incluso il tempo. Antarctic Impulsive Transient Antenna (Anita) è il nome dato a un esperimento scientifico che consiste nel far volare un pallone gigante, carico di numerose antenne, per migliaia di chilometri alla ricerca di particelle ad alta energia provenienti dallo spazio. Durante uno dei suoi viaggi nel 2016, Anita ha rilevato particelle ad alta energia, ma, cosa strana, invece di provenire dallo spazio, sembravano esplodere dal suolo. Sono state avanzate varie ipotesi, basate su ciò che sappiamo della fisica, per spiegare questo curioso segnale, ma tutte sono state scartate. L’unica possibilità proposta dai ricercatori sarebbe l’esistenza di un universo parallelo invertito, creato nello stesso momento del nostro, durante il Big Bang. In questo mondo speculare, il positivo è negativo, la sinistra è a destra e il tempo scorre all’indietro.
Ma non finisce qui. Alcuni scienziati pensano di aver intravisto un universo parallelo che coesiste con il nostro. Attraverso i punti più lontani dell’universo, alcune osservazioni suggeriscono che il tessuto cosmologico è stato perturbato da qualcosa di incredibilmente diverso. Il Dr. Ranga-Ram Chary ha esaminato il rumore e i segnali residui lasciati dal Big Bang nel fondo cosmico diffuso. Un certo numero di punti luminosi sparsi potrebbero essere segnali provenienti da un universo che si è scontrato con il nostro miliardi di anni fa. Altri mondi eserciterebbero una forza sul nostro, provocando fenomeni apparentemente inspiegabili. Secondo questa teoria, il nostro universo non sarebbe quindi altro che una gigantesca serie di mondi, alcuni simili al nostro, altri molto diversi. Tutti questi mondi esisterebbero simultaneamente e si influenzerebbero a vicenda attraverso una forza di repulsione.
Qualunque sia il destino dell’Universo a livello cosmico, una certezza rimane indiscutibile: dato che il tempo di vita è limitato, dobbiamo goderne.
Di: Geoffrey Van Hecke
