giovedì, luglio 11, 2013

Precipitando nel futuro

Il "tempo vola", aggiungerei inesorabilmente: a volte si dice proprio per sottolineare che possiamo fare ben poco nei confronti del meccanismo che fa marciare l'Universo nella direzione in cui punta la freccia del tempo e cioè il futuro. Abbiamo visto però che questa andatura non è per tutti la stessa, ed alcuni oggetti trascorrono il loro tempo in modo rallentato rispetto ad altri. E' stato difficile, fino alla scoperta di Einstein, capire che poteva esserci un tempo soggettivo in quanto le leggi che regolano il nostro mondo macroscopico non sono quasi influenzate dagli effetti relativistici ed i fisici, prima del ventesimo secolo, avevano già spiegato il mondo in modo esaustivo per le loro esigenze: erano semmai i piccoli particolari ad avere nelle loro inspiegabili anomalie il seme della rivoluzione scientifica.

Una volta misurata la velocità della luce e scoperto che questa era una costante, per qualsiasi osservatore, in qualsiasi sistema di riferimento, da qualsiasi prospettiva, fu allora che si dovette cedere all'evidenza: lo spazio ed il tempo devono potersi contrarre o dilatare per permettere alla luce di avere sempre la stessa velocità. Pensare agli effetti della relatività in termini strettamente matematici però è complesso ed a volte non da la sensazione di come tutto ciò possa accadere.
Per avere una idea del tempo che scorre e della insuperabilità  della velocità della luce vorrei proporvi questa immagine: pensiamo al nostro Universo come ad un piatto che precipita nel vuoto, ed immaginiamo che questa caduta rappresenti il passare del tempo.

Se guardiamo il piatto durante la sua caduta vedremmo che ad ogni istante il suo contenuto si evolve in modo del tutto indipendente dalla caduta stessa, caduta che gli abitanti del piatto percepiscono solo come scorrere del tempo, mentre si muovono liberamente sulla sua superficie: cosa accade però se un oggetto si muove all'interno del piano ad una velocità prossima a quella del piatto in caduta?

Mentre per le entità che si muovono lentamente vedremmo delle traiettorie pressoché diritte, quelle con velocità sostenute, o meglio confrontabili con la velocità di caduta del piatto stesso, compieranno traiettorie inclinate nel passaggio tra un istante e l'altro: cosa sta accadendo? In pratica le traiettorie rappresentano il moto degli oggetti nello spazio-tempo e siccome le traiettorie inclinate sono sicuramente più lunghe di quelle verticali, il tempo, agli occhi degli osservatori esterni, è anch'esso più lungo e cioè trascorre più lentamente (sempre che l'oggetto debba rimanere a bordo del piatto e cioè continuare ad esistere nell'universo, condizione a cui non ci possiamo sottrarre).

Per rendere meglio l'immagine lasciamo perdere il fatto che la caduta rappresenti il tempo e pensiamo che sia un normale spostamento nello spazio: quando osserviamo un oggetto che si sta muovendo circa alla nostra velocità ma con una traiettoria inclinata rispetto alla nostra, quello che percepiamo è che l'oggetto sia più lento, fino al caso estremo in cui l'oggetto si muova perpendicolarmente alla nostra posizione, caso in cui addirittura ci sembrerà fermo (nel caso del nostro schema si tratterebbe di oggetto che si muove a velocità infinita): in pratica chi viaggia a velocità prossime a quelle della luce è come se avesse una traiettoria inclinata rispetto a noi che siamo fermi o che ci muoviamo a basse velocità e quindi apparirà al nostro sguardo viaggiare nella direzione tempo a velocità inferiore alla nostra.

Altre conseguenze di questo modello è che non è possibile viaggiare sul piatto ad una velocità superiore a quella della caduta del piatto stesso (il che è rappresentato da una pendenza limite della freccia inclinata), pena l'uscita dal piatto e la non appartenenza al piccolo universo di porcellana ed, in ultima analisi, che il viaggiatore ad alta velocità alla fine arriverà comunque sul piatto all'istante successivo (nel disegno istante 1) ed a sua volta osservando che il tempo per l'oggetto fermo trascorre più velocemente.
La cosa strabiliante che tutto ciò dipende dalla velocità a cui il piatto precipita e cioè la velocità della luce nel vuoto; in poche parole il nostro Universo è in caduta libera verso il futuro e possiamo  solo ingannarci pensando di rallentare la caduta, mentre la realtà è che sarebbe più corretto dire che il tempo non vola ma che precipita inesorabilmente.
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