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Viaggio nel tempo: cosa dice la scienza su di loro

In un istante, era nel suo laboratorio; Il giorno successivo, Sam Magruder si ritrovò nudo, con l’acqua fangosa fino alla vita, in una palude selvaggia, e stava correndo spaventato da un dinosauro. Questa è l’essenza del libro che il paleontologo ed evoluzionista George Gaylord Simpson lo chiamava Demonizzare Sam McGruder Un viaggio del mondo nel tempo dal 2162 al Cretaceo, 80 milioni di anni fa. Simpson, una delle menti scientifiche più intelligenti del XX secolo, ha descritto nel suo libro uno dei più grandi misteri che i fisici hanno affrontato: il viaggio nel tempo.

Viviamo costantemente tra il presente e il passato. Se la luce viaggia a 300.000 chilometri al secondo, lo schermo su cui leggi queste parole è in realtà del passato. Ecco perché il fisico Albert Einstein (con l’aiuto del matematico tedesco Hermann Minkowski – Einstein era terribile in matematica) ha descritto il tempo non come statico ma come una dimensione: lo spazio in cui viviamo è costituito da tre dimensioni (larghezza, lunghezza e profondità ); Il tempo sarà il quarto.

Un viaggiatore che viaggia nel nostro mondo (che si tratti di spazzatura nel corridoio, Marte o la galassia più vicina) avrà quattro coordinate per governare: tre dallo spazio e una dal tempo, che, tradizionalmente, si stanno muovendo in avanti. La prima domanda che sorge è: a che velocità?

Un confine tra il presente e il passato

Secondo quanto predetto da Einstein nella sua teoria della relatività ristretta, più velocemente avanzi nelle tre dimensioni dello spazio, meno progredisci nel (tempo) della quarta. Secondo il fisico tedesco, c’è un limite alla quantità di aumento dell’accelerazione, che è la velocità della luce. Perché, in teoria, se lo raggiungi e lo oltrepassi, arriverai un attimo prima che la luce lasci il punto di partenza.

Ma più ci si avvicina al punto finale, più il tempo è lento – dal punto di vista dell’osservatore, non per i viaggiatori; Questo si chiama “dilatazione del tempo”.

Se tu fossi su un’astronave pensando di gettare la tua lettiera nell’orbita del gigante blu Icaro, a nove miliardi di anni luce dalla Terra, e arrivando ancora a casa in tempo per il romanzo, quando tornerai sulla Terra troverai il sole morto e un pianeta, come un pezzo di carbone che galleggia su un sistema solare irriconoscibile.

“Il passare del tempo mi sembra perfettamente normale. Il mio orologio funziona alla giusta velocità, di solito sto invecchiando, i film girano alla giusta velocità. Non sono lontano dal mio futuro più del solito. Ma ho viaggiato nel futuro di mio fratello gemello “, spiega la fisica Jana Levine del Barnard College di quello che è diventato noto come il” paradosso dei gemelli “. Un viaggio nel futuro in questo modo sarà possibile; Tuttavia, lo svantaggio è che solo i viaggiatori possono godersi le loro scoperte.

In viaggio verso il futuro

La fisica ha pensato ad alcune soluzioni:

Cilindro De Luc

Nel 1974, l’astronomo Frank Tiebler immaginò una struttura rotante a forma di cilindro incredibilmente densa, lunga circa cento chilometri e larga dieci chilometri. All’interno, ci sarebbe qualcosa di dieci volte la massa del sole, che gira circa miliardi di volte al minuto (Tepler ha suggerito che questo potrebbe essere fatto con un buco nero rotante o una stella di neutroni o anche una pulsar; sarebbe un cilindro, quindi , deve essere di materiale resistente compreso Basta che non venga schiacciato dalla gravità stessa o lacerato dalle forze centrifughe a cui sarebbe sottoposto durante la rotazione).

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Il risultato è che la chiamata viene creata Curva bloccata nel tempo, O curva del tempo chiusa: una curvatura dello spazio-tempo che ti consente di viaggiare nel futuro e tornare al punto in cui eri rimasto.

La navicella, lasciando la Terra, raggiungerà quel cilindro (noto come Cilindro di Tipler) e completerà alcune orbite attorno ad esso, rimarrà nella regione intorno allo scafo dove lo spazio-tempo è più distorto, e poi tornerà sulla Terra, dove il tempo passa più velocemente di la corsa (la buona vecchia dilatazione del tempo); Quanto dipenderà da quanto spesso giri il cilindro. I limiti di questo progetto parlano da soli.

Wormholes

Viaggiare dal punto A al punto B più velocemente della luce nel vuoto, secondo Einstein, farebbe sì che chiunque possieda massa e lunghezza infinite. Tuttavia, supponendo che lo spazio-tempo potesse essere raddoppiato, Einstein pensò alla possibilità di tagliare un sentiero, usando quelli che divennero popolarmente chiamati “wormhole”. Le equazioni rendono fisicamente possibili questi percorsi; Il problema è che oltre a lasciar passare le particelle, queste collasseranno quasi istantaneamente.

Nella cosiddetta curva del tempo di tipo chiuso, il viaggiatore tornerà sempre al punto in cui è iniziato il suo viaggio, indipendentemente da quanti giri compie nello spaziotempo.Fonte: Nuovo scienziato / John Papazian / Clone

L’astronomo Carl Sagan fu il primo a pensarci e chiese al suo amico e fisico Cape Thorne di considerare se i buchi nel tessuto dello spazio potessero essere usati per una visita futura (ha usato questa idea nel suo libro Contatto). Thorne, vincitore del Premio Nobel 2017 per la fisica per il suo lavoro nel rilevamento delle onde gravitazionali, è uno dei fondatori del LIGO Gravitational Wave Observatory (LIGO), ma è meglio conosciuto per essere il miglior consulente scientifico del film. Interstellare.

buchi neri

Quando si parla del film rivoluzionario del regista Christopher Nolan, il film utilizza l’idea di un’astronave che sfrutta il movimento rotatorio di un buco nero per ruotare rapidamente (lo stesso principio di un cilindro di Tipler).

Il fisico Stephen Hawking, in un articolo per il giornale mail giornaliera Nel 2010 scrisse che gli astronauti “orbiteranno attorno all’orizzonte degli eventi, esercitando la metà del tempo che tutti trascorrono sulla Terra. Si dice che la nave e il suo equipaggio viaggino nel tempo. Immagina che abbiano girato intorno al buco nero per cinque anni: dieci anni passeranno altrove. “… ma sarebbe necessario viaggiare alla velocità della luce perché funzioni”.

Corde cosmiche

L’astrofisico Richard Gott ha costruito la sua carriera su due degli aspetti che più affascinano la persona media: il viaggio nel tempo e la fine della civiltà umana. Per quanto riguarda il primo elemento, sostiene che sarebbe possibile per gli esseri umani utilizzare la distorsione dello spazio-tempo causata dalle stringhe cosmiche (tubi energetici stretti, resti dell’inizio dell’universo, che si estendono in tutto l’universo, cioè sono infinito e intrecciato come una ragnatela).

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Queste strutture avranno una massa di dieci quadrilioni di tonnellate per centimetro; Secondo Gott, due stringhe parallele l’una all’altra e che si muovono una ad una distorcerebbero lo spazio-tempo abbastanza (il cosiddetto “pozzo gravitazionale”) da consentire il viaggio nel tempo.

Macchine del tempo

Dal 1895, quando lo scrittore britannico HG Wells pubblicò il film classico Macchina del tempoC’è un consenso nella scienza sul fatto che una persona avrà bisogno di un dispositivo che non solo crei una curva del tempo di tipo chiuso, ma non danneggi il suo occupante.

In primo luogo, affinché la macchina raggiunga una velocità di passeggero sufficiente per raggiungere il futuro, ci vorrà del tempo per funzionare. I fisici pensavano che una forma particolare di materia, con “densità di energia negativa”, ancora un’ipotesi in fisica, fosse importante.

Nel 1984, il fisico Miguel Alcoupier lanciò l’idea che sarebbe stato possibile contrarre lo spazio-tempo davanti a una nave e, poco dopo, farlo espandere dietro di essa, senza contraddire la teoria della relatività.

In effetti, la nave non partirà, ma se fosse ben ancorata in una bolla, scivolerebbe attraverso il tessuto dell’universo. Il problema: il motore deve essere costruito da materiale estraneo, per generare energia passiva – entrambe esistono solo in campo teorico. Tuttavia, ci sono già suoni in fisica che garantiscono che le velocità vicine alla velocità della luce possano essere raggiunte senza questa materia di strane proprietà.

Tra le idee emerse, potrebbe essere necessaria una struttura a forma di torta circolare (dove si trova il vuoto) all’interno di un gigantesco campo gravitazionale. All’interno di questo gruppo, giganteschi campi gravitazionali sarebbero in grado di piegare il tessuto dello spazio in un tessuto chiuso: per tornare indietro nel tempo, il viaggiatore correrebbe all’interno della torta, tornando al passato con ogni rotolo. Non esiste ancora una tecnologia per manipolare con precisione i campi di gravità necessari per creare una curva simile al tempo.

Un’altra idea, dei ricercatori in fisica applicata, (un gruppo indipendente di scienziati, ingegneri e inventori che consigliano aziende e governi su scienza e tecnologia per applicazioni umane e commerciali), propone un veicolo spaziale a forma di disco (fatto di materiale ordinario, nel caso non esiste. È strano), che scivolerebbe per inerzia spinta, dopo aver raggiunto una certa velocità.

I progettisti dell'Enterprise NCC-1701-D lo hanno capito quasi correttamente.I progettisti dell’Enterprise NCC-1701-D lo hanno capito quasi correttamente.Fonte: Memoria / riproduzione alfa

Tutto sembra eccitante, ma il problema (ce n’è sempre uno) è che questo prototipo deve essere realizzato con materiali con una densità inaccessibile alla tecnologia attuale.

Viaggia nel passato

Tutti devono aver sentito parlare del “paradosso del nonno”: il viaggiatore torna indietro nel tempo e uccide suo nonno o anche i suoi genitori, rendendogli impossibile la nascita, e di conseguenza uccidendo i suoi antenati in futuro.

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Alcuni fisici sostengono che nascerai effettivamente in un universo parallelo: ci sarà una decisione per ogni decisione che prendi nella vita (gira a sinistra oa destra, aspetta il prossimo ascensore o tocca ciò che si apre di fronte a te, ecc.). Altri, che il passato non può essere cambiato, non importa quanto ci provi.

Secondo i calcoli dei ricercatori German Tobar e Fabio Costa, dell’Università del Queensland (hanno dimostrato matematicamente che viaggiare nel passato è possibile), tutto ciò che fa un viaggiatore (e il lavoro include alcune possibilità che causano la cosiddetta “farfalla” effetto “- piccoli cambiamenti nelle condizioni iniziali di grandi sistemi, che potrebbero portare a drastici cambiamenti nei risultati), gli eventi saranno modificati per evitare paradossi temporali.

“Se torni indietro nel tempo per impedire alla prima persona di contrarre il covid-19, verrai infettato e diventerai il paziente zero. Indipendentemente da ciò che hai fatto, gli eventi intorno a te verranno ripristinati e si verificherà l’epidemia, il che dà” me “L’impulso più antico di tornare indietro nel tempo. Indietro e fermarlo.

Ritorno al nulla

Sam Magruder (il cronologo del XXII secolo menzionato all’inizio di questo articolo) è riuscito a tornare indietro nel tempo, risalendo alla metà del Cretaceo, 60 milioni di anni fa. Per rendere questo possibile, George Gaylord Simpson ha creato un processo chiamato “squalifica”. Magruder dice che il presente è in realtà un “punto in movimento nell’universo in movimento temporale”. Immagina il tempo come una linea tratteggiata, mentre il presente “attraversa” periodi infinitesimali.

Il suo esperimento consiste nell’usare il deceleratore per estendere questi periodi, iniziando con “allungare un milionesimo di secondo fino a quando non ti rendi conto che sono cinque ore”. Quando il rallentamento del tempo aumenta al massimo, si gioca nel passato, 800 milioni di anni dalla prima apparizione umana sulla Terra.

Sam Magruder ha scoperto di non poter tornare alla sua era perché ancora non c'era.Sam Magruder ha scoperto di non poter tornare alla sua era perché ancora non c’era.Fonte: Pixabay / Stephan Keeler

Nudo, abituato alle tecnologie che gli hanno assicurato la sopravvivenza, Magruder si è poi reso conto che il viaggio nel passato è un viaggio di sola andata: il futuro non è ancora avvenuto e quindi non c’è nessun posto dove andare. Torniamo all’idea di infiniti universi paralleli,

Sebbene la dilatazione del tempo possa essere (almeno ipoteticamente) il modo in cui gli esseri umani possono visitare il futuro, sembra che non saremo in grado di tornare al passato; Secondo Stephen Hawking, che l’ha registrato nel suo libro Black Holes, Small Universes, and Other Essays, “La nostra migliore prova che il viaggio nel tempo è [ao passado] Questo non è possibile e non sarà perché non siamo stati invasi da orde di turisti del futuro “.