Immagina di tornare indietro e impedire al paziente zero del COVID di infettarsi. Risolvi la pandemia, salvi milioni di persone. Poi torni al presente e scopri che la pandemia c’è comunque, solo che stavolta il paziente zero sei tu. Sono paradossi temporali, quelli che per decenni hanno tenuto fisici e filosofi svegli la notte.
Germain Tobar dell’Università del Queensland ha fatto qualcosa di inaspettato: ha preso carta, penna e relatività generale, e ha dimostrato che i paradossi temporali non esistono. O meglio, che l’universo li sistema da solo.
Il lavoro, pubblicato su Classical and Quantum Gravity, non è un esercizio di stile: è matematica pura applicata alle curve temporali chiuse (CTC), quelle traiettorie nello spaziotempo che Einstein stesso aveva previsto e che, teoricamente, permetterebbero a un oggetto di tornare al proprio passato. La differenza è che questa volta qualcuno ha dimostrato come funzionerebbe davvero.
Quando la fisica smette di proteggere il passato
Per capire cosa Tobar e il suo supervisore Fabio Costa hanno dimostrato, serve fare un passo indietro. Il paradosso del nonno è semplice da formulare: vai nel passato, uccidi tuo nonno prima che incontri tua nonna, tu non nasci, quindi non puoi tornare indietro a ucciderlo. Loop perfetto, contraddizione irrisolvibile. Finora le soluzioni proposte erano due, entrambe scomode.
La prima: il tempo è protetto. Qualsiasi cosa tu tenti, l’universo ti ferma. Provi a spingere il nonno davanti al tram? Scivoli su una buccia di banana. Tenti di avvelenarlo? La bottiglia si rompe. Un po’ come in Final Destination, ma con meno suspense e più determinismo fisico.
La seconda: i mondi paralleli. Ogni volta che alteri il passato, crei una timeline alternativa. Uccidi il nonno in un universo, ma nel tuo universo originale lui è vivo e vegeto. Problema risolto, però hai appena moltiplicato la realtà all’infinito.
Lo studio di Tobar e Costa propone qualcosa di diverso. Nei loro calcoli, il viaggio nel tempo è deterministico ma localmente libero. Significa che puoi fare quello che vuoi quando torni indietro, ma gli eventi si ricalibrano automaticamente per evitare contraddizioni. Non è l’universo che ti ferma: è l’universo che aggiusta la storia intorno a te.
In pratica? Se provi a fermare il paziente zero del COVID, qualcun altro si infetta. O ti infetti tu stesso. O il virus muta e ricomincia altrove. La pandemia c’è comunque, ma con un percorso diverso. Gli eventi salienti restano, i dettagli cambiano.
Paradossi temporali, la matematica dietro l’impossibile
Tobar ha lavorato sulla dinamica deterministica reversibile applicata a un numero arbitrario di regioni dello spaziotempo connesse da CTC. Ok, lo riscrivo facile: Tobar ha creato regole fisiche “invertibili” (puoi sempre tornare indietro nel tempo senza contraddizioni) per universi con zone collegate da loop temporali (CTC, percorsi che tornano al passato).
Prima di lui, i modelli esistenti erano limitati a scenari con massimo tre regioni. Il suo lavoro estende la caratterizzazione a scenari complessi, dimostrando che esistono diversi processi fisici incompatibili tra loro che possono coesistere solo in presenza di viaggi nel tempo.
La chiave sta nel concetto di “ordine causale”. Finché almeno due elementi di una sequenza temporale mantengono il loro ordine causa-effetto, tutto il resto può variare liberamente senza generare paradossi. È un po’ come se l’universo avesse dei punti fissi nella trama, ma potesse improvvisare tutto il resto.
“La dinamica classica ci dice che se conosciamo lo stato di un sistema a un certo tempo, possiamo ricostruirne l’intera storia,” spiega Tobar.
“Ma la relatività generale prevede l’esistenza di loop temporali, dove un evento può essere sia nel passato che nel futuro di se stesso. Questo ribalta completamente lo studio della dinamica.”
Stephen Hawking aveva ragione sui paradossi temporali (e anche torto)
Stephen Hawking aveva proposto la “congettura di protezione cronologica”: secondo lui, delle leggi fisiche ancora sconosciute impedirebbero la formazione di macchine del tempo. La sua battuta era perfetta, e contemporaneamente logica:
“La prova migliore che il viaggio nel tempo è impossibile è che non siamo invasi da turisti che tornano dal futuro.”
Il lavoro di Tobar non contraddice completamente Hawking, ma ne ridimensiona la certezza. Le CTC sono matematicamente coerenti con la relatività generale. Potrebbero esistere vicino a buchi neri rotanti o in geometrie spaziotemporali estreme. Il punto non è più “se” siano possibili, ma “dove” e “come”.
Costa aggiunge un dettaglio importante: “Anche se provassi a creare un paradosso, gli eventi si aggiusterebbero sempre per evitare incoerenze.” Non è una protezione attiva. È una proprietà intrinseca dello spaziotempo quando si piega su se stesso.
Scheda dello studio
- Ente di ricerca: University of Queensland, Australia
- Anno: 2020
- DOI: 2001.02511
- TRL: 1 – Ricerca teorica fondamentale, nessuna applicazione tecnologica al momento
Cosa significa per noi (che non abbiamo macchine del tempo)
Okay, nessuno qui ha una DeLorean modificata con un flusso canalizzatore. E probabilmente non la avremo mai, almeno non nel senso cinematografico. Costruire una macchina del tempo richiede energie colossali, geometrie spaziotemporali che al momento esistono solo vicino a buchi neri, e una comprensione della gravità quantistica che ancora non abbiamo.
Ma il lavoro di Tobar ha un valore che va oltre l’idea in sé. Perché dimostra che il viaggio nel tempo non è logicamente impossibile. Le equazioni di Einstein lo permettono, e i paradossi che sembravano condannarlo sono risolvibili matematicamente. È come scoprire che Babbo Natale potrebbe esistere, se solo avessimo renne capaci di viaggiare a velocità relativistiche e un sistema di consegna che sfrutta la dilatazione temporale.
Ci sono implicazioni anche per la fisica quantistica. Recenti esperimenti con qubit hanno mostrato che modifiche nel passato quantistico non alterano il presente osservabile. I risultati di Tobar si allineano con questi dati, suggerendo che il comportamento “auto-correttivo” del tempo potrebbe essere una proprietà fondamentale della natura.
Il paradosso che resta
C’è però un dettaglio che Tobar non risolve, e che forse non può essere risolto: il paradosso della memoria. Se torni indietro e alteri gli eventi, ma l’universo li ricalibra per evitare contraddizioni, cosa ricordi quando torni al presente? Ricordi il tentativo fallito di fermare la pandemia? O la tua memoria viene riscritta insieme agli eventi?
Lavori più recenti di Lorenzo Gavassino (Vanderbilt University) suggeriscono che l’entropia (il disordine termodinamico) potrebbe invertirsi lungo le curve temporali chiuse, cancellando ricordi e annullando l’invecchiamento. Se è vero, un viaggiatore del tempo che torna al passato arriverebbe senza memoria del futuro da cui proviene. Wow. Che devo scrivere ancora? Ah, già.
Quando e come ci cambierà la vita
Costruire una macchina del tempo pratica rimane fantascienza per almeno i prossimi 50-100 anni. Ma comprendere la struttura causale dello spaziotempo potrebbe avere ricadute inaspettate: dalla fisica quantistica alla crittografia, fino a tecnologie che oggi non possiamo nemmeno immaginare.
Nel frattempo, godiamoci l’idea che l’universo sia più flessibile di quanto pensassimo.
Tobar e Costa hanno dimostrato che la matematica del viaggio nel tempo funziona. Non significa che succederà, ma che potrebbe succedere senza distruggere la logica dell’universo.
È come dire che gli unicorni sono biochimicamente plausibili: non li vedrai mai al pascolo, ma almeno sai che non violerebbero le leggi della biologia.
Approfondisci
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