Nel 1905, quando Albert Einstein introdusse la sua teoria della relatività ristretta, rivoluzionò la nostra concezione dell’universo. Prima di lui, gli scienziati descrivevano gli eventi spaziali-temporali utilizzando solo quattro coordinate: le tre dimensioni spaziali più il tempo. Tuttavia, Einstein dimostrò che il tempo è relativo e dipende dal movimento dell’osservatore nell’universo. Se ci si muove rispetto a un altro osservatore, si sperimenta una dilatazione del tempo: il proprio orologio scorre più lentamente rispetto a quello di chi è fermo.
Questo concetto fondamentale è stato confermato in numerosi esperimenti nel corso degli ultimi decenni, inclusi quelli condotti utilizzando gli orologi atomici sugli aerei. Tuttavia, la teoria originale di Einstein non considerava l’effetto della gravità sull’orologio. Fu solo successivamente, con lo sviluppo dell’orologio atomico, che fu possibile testare questa componente.
Uno degli esperimenti più noti che dimostrano gli effetti della relatività sulla Terra è stato condotto nel 1971 da Richard Keating e Joseph Hafele, noto come esperimento di Hafele-Keating. Utilizzando tre orologi atomici, uno rimasto a terra e gli altri due imbarcati su aerei che viaggiavano in direzioni opposte intorno al mondo, dimostrarono che il movimento dell’aereo e la gravità terrestre influenzano il tempo in modo misurabile. Gli orologi sugli aerei, a causa della loro velocità e dell’attrazione gravitazionale variabile, non erano sincronizzati quando tornarono a terra: uno era indietro di 59 miliardesimi di secondo, mentre l’altro era avanti di 273 miliardesimi di secondo rispetto all’orologio rimasto a terra.
Questi esperimenti ci ricordano che il tempo non è una costante uniforme, ma è soggetto a variazioni influenzate da fattori come la velocità e la gravità. Lavori come quelli di Einstein e gli esperimenti successivi come quello di Hafele-Keating ci spingono a guardare al mondo con occhi nuovi, pronti ad accettare che la realtà può essere molto più complessa di quanto immaginiamo.
La ricerca sulla relatività di Einstein ha anche implicazioni nel campo dei viaggi nel tempo, sebbene al momento rimanga principalmente teorica. Alcune teorie suggeriscono che fenomeni come i tunnel del tempo o le curvature spazio-temporali potrebbero teoricamente consentire il viaggio nel tempo, ma queste sono ancora speculazioni non supportate da evidenze empiriche. La manipolazione di sostanze esotiche come l’energia negativa potrebbe potenzialmente piegare lo spazio-tempo, aprendo la strada a nuove possibilità, ma rimane un’area di ricerca altamente speculativa. Inoltre, una comprensione approfondita della relatività è fondamentale per esplorare le sfide e le possibilità associate al viaggio nel tempo.
Altre teorie sui viaggi nel tempo
Viaggiare nel tempo è da sempre uno dei più grandi sogni dell’umanità, soprattutto del fisico Stephen Hawking , e negli ultimi giorni sono stati fatti dei passi in avaenti sui viaggi temporali. Un team di scienziati, guidati dal fisico Daniele Faccio, tramite l’utilizzo di un particolare fenomeno in cui le particelle luminose smbrano muoversi a velocità superiori di quella della luce, ha dimostrato che le onde luminose viaggiano indietro nel tempo. Questo fenomeno, chiamato inversione del tempo, è stato previsto già in passato dallo scienziato britannico Lord Rayleigh.
Quest’ultimo, oltre a scoprire il gas nobile dell’argon, fece una previsione sulle onde sonore circa un secolo fa. La velocità del suono è un valore già definito, se ipotizziamo di avere un oggetto più veloce del suono, questo produrrebbe delle onde sonore che sembrerebbero viaggiare in direzione opposta a quella dell’oggetto, dando l’illusione che si sia invertito il tempo. Per esempio con un fonografo che viaggia su un aereo ad una velocità pari a Mach 2 (il doppio della velocità del suono), lo strumento sembrerebbe riprodurre la musica all’indietro.
Basandosi su questo concetto, il fisico Daniele Faccio ha pensato che lo stesso effetto si sarebbe verificato anche su altri tipi di onde, come quelle luminose. L’unico problema che si sarebbe potuto riscontrare con questo tipo di onde era il fatto che nulla può viaggiare più veloce della luce: per superare questo ostacolo il team ha utilizzato il fenomeno dei fronti di illuminazione, il cui trucco è che, mentre un’immagine potrebbe viaggiare più veloce della luce, i fotoni non supererebbero mai la velocità della luce stessa. Utilizzando questo fenomeno, il team ha eseguito il seguente esperimento.
Per catturare l’inversione del tempo, gli scienziati hanno creato un fronte di illuminazione, proiettando una singola linea di luce su uno schermo e spostandola successivamente su di esso ad una velocità superiore a quella della luce. Nello stesso momento è stata catturata la luce riflessa in movimento, utilizzando fotocamere ultra-veloci che scattassero foto in pochi picosecondi. Il risultato finale della fotocamera ha dimostrato che la linea di luce si muoveva nella direzione opposta al modo in cui era stata spostata, come se avesse viaggiato indietro nel tempo. Sicuramente se si scoprisse un giorno come viaggiare nel tempo, l’umanità potrebbe realizzare in futuro dei viaggi interstellari .
