Nessuno ignora che sul problema del tempo si sono arrovellati i migliori cervelli del pianeta: dunque ciò che sarà detto qui non pretenderà altro che d’essere lo stimolo per una conversazione fra amici. Ed anche l’occasione, per il sottoscritto, d’imparare qualcosa mediante le correzioni che saranno apportate ai suoi ragionamenti.
Se nulla esistesse, non esisterebbe neanche il tempo. Il tempo implica che qualcosa sia prima in un modo, o in un dato posto, e dopo sia in un altro modo o in un altro posto. Se invece nulla esistesse, nulla potrebbe cambiare. Il tempo è “modificazione”, “movimento”, “cambiamento”, appunto.
Se questo è vero, le lancette dell’orologio non “indicano il tempo”, in un certo senso “sono” il tempo, perché si muovono. Esse girano e mostrano che, nello stesso modo in ogni momento la Terra gira su se stessa, anche se ad una velocità che è la metà di quella della lancetta delle ore, perché questa in ventiquattro ore fa due giri. Analogamente sappiamo che in ogni momento il nostro sangue circola nelle vene e nelle arterie, e soprattutto in ogni momento tutti gli elettroni di tutti gli atomi dell’universo girano intorno ai loro nuclei. Dunque “si muovono” anche gli oggetti che sembrano inanimati, i minerali e le montagne.
Il cinema è la tecnica con la quale si rappresenta visivamente il movimento (proprio questo significa “cinematografo”) ed una caratteristica della pellicola è che, volendo, la si può fare andare avanti o indietro: o dal momento in cui l’uomo è volato dal decimo piano schiantandosi a terra o dal momento in cui, magicamente rialzandosi da terra, vola a tutta velocità verso il decimo piano. Questo fenomeno ha fornito una rappresentazione concreta al problema: si può in un qualunque modo ottenere che l’intera realtà si svolga all’indietro e che all’oggi segua non il domani ma l’ieri?
La cosa è certamente possibile con la fantasia. Il tema del “viaggio a ritroso nel tempo” è un luogo comune, come del resto anche le fate sono un luogo comune, senza per questo esistere. Nella realtà il fenomeno non è realizzabile perché il tempo non va “avanti”, tanto che potrebbe anche andare “indietro”, ma si limita al “cambiamento”. Un esempio chiarirà il concetto.
Se due portieri sono soli in un campo di calcio, il primo potrà, con una magistrale pedata, inviare il pallone al secondo e questi potrà rinviarglielo con un’altrettanto magistrale pedata. Si direbbe che si è ricreato il momento di partenza, ma per il tempo non è così. La palla prima era nel posto A, dopo è stata nel posto B, e questo è un cambiamento. Se poi dal posto B è rinviata al posto A, anche questo è un cambiamento: dunque è passato del tempo. Non si è trattato di “uno meno uno uguale zero”, ma di “uno più uno uguale due”.
Un vecchio potrebbe ridivenire giovane solo se tutti gli elettroni del suo corpo, ed anzi se tutti gli elettroni dell’universo, improvvisamente si mettessero a girare all’incontrario. Ma questo non è possibile perché è contrario al primo principio della dinamica, il principio d’inerzia. E poi chi, che cosa, quale forza potrebbe indurre questa inversione del moto, se già ci sembra inverosimile che un treno che va a centoventi all’ora improvvisamente vada a centoventi all’ora all’indietro? I passeggeri sbatterebbero contro la parete anteriore alla velocità di duecentoquaranta chilometri orari. Senza dire che all’equatore colui che si crede fermo a leggere il giornale in realtà sta viaggiando a oltre millecinquecento chilometri all’ora: cioè alla velocità di rotazione della Terra in quel punto.
Il tempo in sé non esiste. Ma dal momento che ogni cosa che esiste è in moto – perché ogni atomo è in moto, al suo interno – è questo movimento, questo cambiamento che costituisce il tempo. E non potrà mai tornare indietro perché non ha un indietro, ma solo un altro posto in cui era prima l’elettrone.
Gianni Pardo, giannipardo@libero.it
27 giugno 2010
ILTEMPO PUO’ SCORRERE ALL’INDIETRO?
ILTEMPO PUO’ SCORRERE ALL’INDIETRO?ultima modifica: 2010-07-17T09:31:08+02:00da
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Gentilissimo professore, sono impressionato dalla profondita’ del suo articolo, devo dire che condivido tutto quello che ha detto, anche considerando gli esempi che ha fatto.
Lei ha capito molte cose di fisica, che molti fisici non capiscono o peggio non sono interessati a capire. Parlo sapendo di cosa si parla in quanto sono laureato e dottorato in fisica (e per lavoro conosco e parlo con fisici tutti i santi giorni.)
Non sono un fisico teorico e non posso aggiungere molto di piu’ di quello che ha gia’ detto lei. Personalmente penso che il tempo sia uno dei parametri fisici piu’ sfuggenti e piu’ difficile da definire. Noi di fatto viviamo un uno spazio quadridimensionale, le tre di mensioni piu’ una quarta temporale, che espande e si contrae a seconda delle condizioni (teoria della relativita).
Sono variazioni piccole e impercettibili nella vita di tutti i giorni, ma ci sono, non vengono fuori da teorie estreme non dimostrate. Ma anzi si tratta addirittura ingegneria (per esempio gli schermi catodici moderni sono progettati con correzioni dovute alla teoria della relativita’)
Quindi se il tempo e’ una dimensione come un’altra, ovviamente si potrebbe percorrere a ritroso, ma questo non succede perche’ il tempo e’ una quarta dimensione strana… non e’ una vera quarta dimensione, e’ la quarta dimensione temporale che e’ legata strettamente alle altre tre dimensioni spaziali (lo spazio-tempo).
A quanto mi risulta, l’unico modo di viaggiare nel tempo concepito dai fisici e’ infatti quello di deformare lo spazio-tempo in maniera tale da creare dei tunnel (worm-holes) che se uno percorresse, sarebbe in grado di sbucare in un altro posto in un altro tempo, in certe condizioni anche prima di essere partito.
In teoria… in pratica noi non sappiamo in quale modo distorcere lo spazio tempo, ne se sia veramente possibile. Le energie, temperature e spazi in gioco sarebbero comunque impraticabili con le conoscenze fisiche attuali. E in ogni caso per un osservatore che trasitasse in questi supposti worm-holes, il tempo andrebbe avanti esattamente come nell’esempio di Gianni pardo.
Si tratta di un argomento difficilissimo che nessuno correntemente sa affrontare se non facendo ampie speculazioni.
MF
La ringrazio delle sue gentili e generose parole. Io sono soltanto uno che ragiona con la sua testa ed ho abbastanza buon senso per sapere che, a certi livelli (per esempio la teoria della relatività), esso non basta. Per questo il mio articolo si apriva con una dichiarazione di umiltà.
Riguardo ai worm-holes vorrei porle un paio di domande. Diamo per assodato che sia vero quanto affermato dalla teoria della relatività, e cioè che, approssimandosi alla velocità della luce, un corpo comincia a “vivere in un tempo di ritmo diverso”. Però mi pare di capire che, pure nel caso dei due gemelli che si separano e l’uno si infila nel worm-hole mentre l’altro rimane e casa e alla fine si ritrovano di età differente, pure in questo caso, considerando ciascuno dei due gemelli separatamente, si può affermare che gli elettroni di H ed O che sono contenuti nel corpo di ciascuno dei due avranno continuato a girare sempre con la stessa velocità intorno al loro nucleo? Io penso di sì. Se mi sbaglio, me lo dica.
Anche se ho il sospetto che mi si risponda: gli elettroni, visti dall’interno del singolo corpo, vanno alla velocità di prima; comparandoli, invece, con gli elettroni del corpo dell’altro, vanno a velocità diverse. Va bene, mi arrendo. Mi arrendo e pongo una domanda.
La teoria della relatività afferma l’esistenza di alcuni fenomeni, quando un corpo si approssima alla velocità della luce. Ma velocità implica spostamento rispetto ad un punto di partenza o di arrivo. Ora io chiedo: ammettiamo che tutto l’universo contenga soltanto due atomi di idrogeno a un milione di anni luce di distanza. Chi dice ad un elettrone che la sua distanza dall’altro sta variando? Questo è necessario per aversi una “velocità”. Insomma, ammettendo che l’uno corra in direzione dell’altro a 295.000 kmh, è solo un osservatore terzo, che può dire che l’uno corre verso l’altro, magari rallentando il tempo. L’interessato che ne sa?
Io pongo queste domande ma è come se un greco antico disturbasse un professore di fisica di oggi.
” … nel caso dei due gemelli che si separano e l’uno si infila nel worm-hole mentre l’altro rimane e casa e alla fine si ritrovano di età differente, pure in questo caso, considerando ciascuno dei due gemelli separatamente, si può affermare che gli elettroni di H ed O che sono contenuti nel corpo di ciascuno dei due avranno continuato a girare sempre con la stessa velocità intorno al loro nucleo? Io penso di sì. Se mi sbaglio, me lo dica.”
Più o meno è lo stesso ragionamento che ho fatto anch’io. Ho sostituito gli elettroni al battito cardiaco , in ipotesi uguale per i due gemelli , e mi sono chiesto se al ritorno del gemello volante il numero dei battiti era uguale tra i due. Secondo me per essere più giovane del gemello terrestre il cuore del gemello volante deve aver fatto molti meno battiti. O no ?
Chissa`che il prof. Ferraro non ci venga in aiuto.
Ci sono molti racconti e film che trattano il viaggio nel passato, ma tutti presuppongono una cosa strana: che si torni nel passato come “doppione di se stessi”, conservando memorie ed esperienze del tempo futuro di partenza. Il che darebbe origine ad insolubili paradossi, come il problema di incontrare se stessi (ma perche’ non me ne ricordo?), o di uccidere i propri genitori neonati (e allora di chi sono figlio?).
Ma esiste anche un’altra possibilita’ che non crea nessun paradosso, e cioe’ che il viaggio nel passato, che sia possibile o no, possa essere irrilevante. Mi spiego: se come dice Pardo si facessero funzionare gli eventi al contrario fino al livello subatomico, io tornerei nel passato compreso il mio cervello come era allora, con la memoria di allora.
E quindi oggi potrebbe essere la prima volta che vivo il 17 luglio 2010, o magari la seconda tornando dal 2014, o la terza tornando nuovamente anche dal 2020, ma non avrei modo di sospettarlo neanche lontanamente.
Potrebbe persino darsi (e in proposito c’e’ un celebre episodio della serie Star Trek), che sia entrato in un circolo vizioso e riviva perennemente il 17 luglio 2010.
C’e’ qualcosa di importante che mi sfugge ?
Caro Pardo,
ogni tanto ci costringe a frugarci in tasca per tirare fuori le parole migliori per rappresentare adeguatamente, più che altro, delle “percezioni”, non certo delle certezze.
E’ chiaro che il Tempo esiste, ed ha valore, solo per chi è in grado di misurarlo. Diciamo quindi che è una misura “animale”. Per questo il tempo è solo soggettività, ed ha valore nella classificazione degli eventi.
Da ciò discende che l’inversione della direzione di moto degli elettroni, o di tutte le particelle dell’universo, non “riavvolgerebbe” il tempo perché genererebbe solo altri eventi che seguirebbero quelli già eventualmente registrati.
Tanto più che non esiste un sistema di riferimento che possa essere invertito per le particelle (girano tutte secondo l’asse di rotazione della terra, perpendicolari alla retta passante per Plutone e Io ..?.) e che le particelle in fisica quantistica non “girano”, ma occupano probabili posizioni relative nello spazio.
Viaggiare nel tempo, comunque, noi lo facciamo, e questo è uno dei punti di partenza dell’analisi di Einstein. Infatti, se da un telescopio catturiamo l’esplosione di una supernova, noi stiamo vedendo “in diretta” un evento causato da un oggetto che non esiste più da milioni di anni.
Qualora si volesse viaggiare nel tempo con il corpo, dovremmo immaginare allora di muoverci in direzione della fonte delle immagini che dal passato ci giungono ad una velocità maggiore d quella della luce. E questo non è possibile per almeno due fattori:
– la velocità della luce è costante in tutto l’universo e in tutte le direzioni (questo significa che due fotoni che si scontrano frontalmente non si urtano alla somma delle loro velocità ma solo a 1 volta la loro velocita!) e quindi non è superabile
– il valore della massa di un corpo cresce enormemente all’aumentare della velocità, e con essa ne cresce l’inerzia, fino a tendere all’infinito, per cui un corpo che incrementi progressivamente la sua velocità alla fine non potrebbe più farlo (!), da cui discende che solo un corpo privo di massa (ectoplasma?) potrebbe viaggiare alle velocità richieste per “dare un sguardo indietro”.
Ciao
P.S. La storia dei due gemelli è un paradosso e si basa sulla percezione “classica” della fisica dei corpi e dei sistemi in movimenti; non ci è infatti dato di sapere cosa accadrebe al gemello “veloce” in termini di perdita di massa e trasformazione in un onda elettromgnetica e piccolezze del genere.
Per certi versi, sono come un bambino capace di formulare una bella domanda, ma poi incapace di capire sul serio la risposta.
Ammesso che la risposta esista.
Però è divertente giocare con le nostre cellule cerebrali.
penso che Anthony abbia risposto come avrei risposto io alle domande di G. Pardo .
Posso aggiungere qualcosa riguardo la teoria della relativita’.
E’ oramai provato e straprovato tramite esperimenti: se si prendono due orologi precisissimi (atomici), uno lo si monta su un aereo e gli si fa fare un giro, al ritorno segnano due orari diversi. Quello che ha viaggiato e’ piu’ “giovane” di qualche frazione di secondo.
Ovviamente l’osservatore con l’orologio che ha viaggiato, percepisce il tempo corretto, e non si accorge di nulla, ma vede chi e’ fermo accelerare, e viceversa (chi e’ fermo percepisce il tempo normalmente ma vede l’orologio che viaggia rallentare).
Tutto cio’ sembra essere senza senso, ma invece ha una logica ferrea. Semplicemente quello che succede e’ che: a qualsiasi velocita’ si vada (sistema di riferimento) ogni esperimento di fisica e’ invariato, cioe’ le leggi della fisica sono le stesse indipendentemente dalla velocita’ a cui sono testate.
Se succedesse che se viaggio ai 100 all’ora ho delle leggi della fisica, se viaggio ai 200 ne ho delle altre, allora si che la cosa avrebbe poco senso.
Ma come mai questa e’ una cosa che implica che gli orologi debbano variare velocita’ ?
Questo succede perche’ tra le leggi della fisica c’e’ la velocita’ della luce. Questa e’ la cosa difficile da capire. Se un oggetto in moto, variasse la sua velocita’ della luce, tutti i suoi elettroni andrebbero a cambiare caratteristiche, il corpo in moto cambierebbe stato e struttura chimica e atomica. (Forse e’ proprio quello che intuisce Gianni Pardo nel suo commento quando parla di elettroni che girano intorno al nucleo a velocita’ diverse). Ma noi non osserviamo nulla di simile. La velocita’ della luce rimane costante anche in moto.
Dunque se la velocita’ della luce e’ costante, e’ il tempo che deve cambiare (!)
Un tal Lorentz per rigore accademico fece il calcolo e trovo’ esattamente le equazioni della relativita’ ristretta di Eistein (che come accenna Anthony implicano che la massa aumenta infinitamente, il tempo si contrae eccetera)
Solo che Lorent non aveva capito la generalita’ della cosa, come fece invece Einstein.
La relativita’ “ristretta” dice quindi che il tempo, le masse e le distanze devono contrarsi o variare per mantenere la velocita’ della luce una costante anche se due oggetti sono in moto relativo.
La relativita’ cosiddetta “generale” invece implica che lo spazio si curva in presenza di campo gravitazionale.
Anche questa sembra una cosa completamente assurda, ma si puo’ spiegare in due parole lo stesso usando l’identico principio: le leggi della fisica non devono cambiare.
Supponiamo di essere nello spazio in un piccolo “ascensore” con due finestrine dalle quali entra ed esce un raggio di sole. In questo ascensore c’e’ una bilancia che ovviamente segna zero per l’assenza di gravita (siamo nello spazio)
Adesso acceleriamo verso l’alto l’ascensore, diamo una accelerazione esattamente come sulla terra: la mia bilancia segnera 70Kg, e la persona all’interno se non guarda fuori, non si accorgera del movimento. Potrebbe solo pensare di essere tornata sulla terra.
Cosa succede al raggio di luce ? Siccome la luce va a velocita’ costante, se stiamo accelerando ovviamente il raggio di sole non solo si piega, ma si curva verso il basso. Quindi il tizio all’interno guarda il raggio e lo vede leggermente curvato verso il basso.
Ora, visto che tutte le leggi fisiche devono essere le stesse in ogni sistema di riferimento, il signore nell’ascensore deve misurare le stesse identiche proprieta’ fisiche sia sulla terra che nello spazio. Dunque Einstein ha detto: “anche sulla terra i raggi di luce devono piegarsi” In pratica disse “il campo gravitazionale piega i raggi di luce” o in altri termini, il campo gravitazione piega lo spazio. E calcolo’ con precisione di quanto.
Sono valori piccolissimi irrilevabili in codizioni normali, ma Einstein calcolo che in una certa eclisse di sole la posizione delle stelle in prossimita’ del sole doveva spostarsi di un certo valore misurabile (perche’ i raggi di luce di queste stelle lontane debbono essere piegate dal campo gravitazionale del sole). E cosi’ fu e da li inizio’ la vera celebrita’ di Einstain sulla popolazione generale.
Viviamo in un mondo veramente strano… anzi no il mondo non e’ strano siamo noi che siamo abituati a cose strane, e non riusciamo a capire il mondo “normale”
MF
Quale analgesico è prescrivibile, per questo genere di discorsi?
Scherzo, naturalmente.
Grazie.
P.S. Come arrivò la scienza a dire che la velocità della luce non può in nessun caso essere aumentata? Sempre che la risposta sia comprensibile ai ragazzini delle elementari.
Questo non è comprensibile, ma “prova che è stato provato”:
http://web.mit.edu/physics/people/faculty/bertozzi_william.html
http://u00003.masterssystems.com/UG0955PS/18/06/Selected_Files/MQ/bertozzi1964.pdf
Grazie.