Datemi un Tachione e vi porterò nel futuro

di Mario Bruschi
(Ordinario di Fisica all’Università ‘La Sapienza’ di Roma)

“La maggior parte delle persone crede che il tempo scorra, in realtà esso sta sempre là dov’è” (DODGEN maestro Zen). È possibile conoscere il futuro?

Cosa ha a che dire la scienza attuale a proposito di un argomento come questo che da sempre è al centro dell’interesse e. dell’immaginazione umana? Se la domanda significa conoscere anticipatamente eventi futuri, prevedere il futuro, allora biso­gna ammettere che la scienza (nata in effetti per questo!) riesce a farlo, nei suoi limiti, con notevole efficacia: semplicemente guardando il mio orologio (uno dei tanti gadget accessibili ora all’uomo comune) riesco a sapere la posizione dei pianeti del sistema solare per il prossimo secolo, posso prevedere (e sarei disposto a scommettere su tale previsione) che, ad esempio, il 20 marzo del 2015 ci sarà una eclissi solare o che, al pros­simo passaggio della cometa di Halley, il massimo avvicinamento alla Terra avverrà il 29 luglio 2061.

Tuttavia, pur sottolineando l’importanza e la meraviglia di una tale cono­scenza, riconosco che comunemente con la suddetta domanda non si intende conoscere il futuro come prodotto o conseguenza più o meno necessaria del passato e del presente; non si vuole una conoscenza come estrapolazione scientifica dell’informazione che possediamo, ma piuttosto ci si chiede se è possibile acquisire informazioni che provengono direttamente dal futuro: in altri termini ci si chiede se è possibile vedere il futuro(1).
Certo penseremmo che la scienza, così come il senso comune, risponda recisamente no a tale domanda. In fondo tutti sappiamo che il passato è esi­stito, è una realtà già attuata di cui conserviamo tracce, memorie etc., il pre­sente esiste, è la realtà in atto; il futuro non esiste, è solo una realtà in poten­za: come potremmo quindi vederlo? (la sola possibilità di un futuro già dato, esistente, porrebbe enormi problemi e pratici e filosofici, basti pensare al “libero arbitrio”).

Eppure, anche se sembrerà strano, diversa è la posizione della scienza attuale. Anzi, i possibili modelli di spiegazione di una fenomenologia che comporti acquisizione di informazione dal futuro o addirittura “viaggi” nel tempo sono così numerosi ed intrinseci alle moderne teorie fisiche che un fisico moderno non dovrebbe essere sorpreso se tale fenomenologia fosse provata sperimentalmente. Voglio essere più che chiaro su questo punto: non sto dicendo che la scienza moderna ha provato l’esistenza di fenomeni come la precognizione, la profezia o i viaggi nel tempo (anche se su questo si potrebbe discutere, vedi dopo); infatti spetta solo all’esperimento fornire una tale prova di esistenza e i pochi lavori seri in questo campo non hanno dato ancora una evidenza sperimentale netta e indiscutibile di tali fenomeni(2). Quello che sto dicendo è che, qualora l’esistenza di tali fenomeni fosse pro­vata, le attuali teorie scientifiche sarebbero in grado di fornire non uno ma più possibili meccanismi di spiegazione.
Per poter esaminare alcuni di questi possibili modelli esplicativi, è utile che sappiate leggere un “diagramma spazio-tempo”. Non spaventatevi! Non è poi così difficile da capire. Immaginiamo che voi siate seduti comodamente sulla vostra poltrona preferita che si trova, diciamo, a 2 metri dalla porta alla vostra sinistra e a 3 metri dalla finestra sulla vostra destra. Bene, tracciamo un asse dello spazio e segniamo il punto P (la porta), poi a 2 centimetri sulla destra (2 metri in scala l a 100!) segniamo il punto A che rappresenta voi sulla poltrona e ancora a 3 centimetri sulla destra il punto F, cioè la finestra:

Chiaramente questa raffigurazione dello spazio è insufficiente: non dice, ad esempio, quanto è alta la porta né che avanti a voi c’è un tavolo; in altre parole non tiene conto che lo spazio “vero” ha tre dimensioni e non una, o, in altri termini ancora, stiamo disegnando solo lo spazio a sinistra e a destra, ignorando i davanti-dietro e il sopra-sotto (ma questo sarà sufficiente per i nostri scopi).
Ora veniamo all’aspetto tempo. Supponiamo che in questo preciso istante facciate partire il cronometro che avete in mano e aspettiate poi l0 secondi; controllate la Figura lb:

Figura l b

se all’istante zero voi eravate rappresentati dal punto A, dopo l0 secondi siete rappresentati dal punto B (la lunghezza del segmento AB dice, in scala, quanto tempo è passato e anche in che direzione: se un punto sta sopra (più in alto) di un altro, rappresenta un evento che è futuro, avviene dopo, rispetto all’evento rappresentato dal punto che sta sotto (e viceversa, ovviamente). Notate che nel diagramma spazio-tempo non si può restare fermi: in effetti voi, seduti sulla vostra poltrona per l0 secondi, siete stati fermi nello spazio (3), ma avete viaggiato nel tempo, precisamente vi siete spostati in avanti, verso il futuro, di 10 secondi (un cm. nella scala usata).
Supponiamo inoltre che ora voi vi alziate e camminiate lentamente verso la finestra che raggiungete dopo 20 secondi: bene, spero che vi sarà chiaro che il punto che vi rappresenta ora è C, che si trova esattamente sopra F; l’evento C (in parole: voi alla finestra 30 secondi dopo aver fatto scattare il cronometro) si trova direttamente sopra, quindi ha la stessa posizione spazia­le dell’evento F (la finestra al momento dello scatto del cronometro stesso) ma è avanti nel tempo di appunto 30 secondi (nella Figura 1b potete ugual­mente vedere che C è 3 cm., cioè 3 metri nella realtà, a destra e 2 cm., cioè 20 secondi, in alto (nel futuro) rispetto all’evento B – voi in poltrona che state alzandovi). La linea che congiunge A a B e poi a C si chiama, tecnicamente, linea-universo (in questo caso è la vostra linea-universo!); le freccette indica­no il verso in cui è percorsa (in questo caso… dal passato al futuro): notate che il tratto AB, in cui eravate fermi, è verticale (pendenza zero rispetto alla verticale = velocità zero), il tratto BC ha invece una certa pendenza rispetto alla verticale che rappresenta la velocità con cui vi siete mossi andando dalla poltrona alla finestra (nella fatti specie, 3 metri in 20 secondi, cioè 0,15 metri al secondo).
È chiaro che se voi foste andati più velocemente, la pendenza del tratto BC sarebbe aumentata, cioè la retta BC si sarebbe avvicinata di più all’oriz­zontale. Tuttavia per avere una retta (linea-universo) esattamente orizzontale è necessaria una velocità infinita che, sembra, non può essere raggiunta in natura. Ne segue che eventi simultanei (tipo P, A, F cioè la porta della vostra stanza, voi in poltrona e la finestra nel preciso istante in cui fate scattare il cronometro) non possono essere collegati da nessuna linea-universo e quindi da nessun segnale fisico, neanche dalla luce che pur essendo velocissima ha comunque una velocità finita e dunque una linea-universo non orizzontale: detto in altri termini non è possibile vedere il presente!
Ora che siete diventati esperti in diagrammi spazio-tempo, considerate il seguente:

Il diagramma descrive un processo abbastanza comune nei nostri laborato­ri, precisamente l’annichilazione di una coppia elettrone-positrone. Vediamo di leggerlo: sulla sinistra in basso c’è la linea-universo di un elettrone (e-) che avanza nello spazio verso destra e in avanti nel tempo (le freccette sono rivolte verso l’alto); nel punto A (cioè nella posizione SI e al tempo TI) l’elettrone si scontra con un positrone (e+) che proveniva da destra e avanza­va anche lui nel tempo; le due particelle si distruggono nello scontro produ­cendo un quanto di luce (il fotone y) rappresentato dalla linea-universo trat­teggiata nella parte superiore del diagramma.
L’elettrone è una delle particelle fondamentali della natura e delle più dif­fuse (in un vostro dito ce ne sono miliardi di miliardi di miliardi di …); il positrone, che pure è quasi identico all’elettrone, è invece un “animale” raro nel nostro universo, esso costituisce l’antiparticella dell’elettrone stesso.
In realtà, per ogni parte di quella che chiamiamo materia esiste una con­troparte detta antimateria che ha la stessa “dignità” della materia normale, nel senso’che un mondo o un universo fatto di tutta antimateria potrebbe esi­stere e anzi sarebbe a tutti gli effetti indistinguibile dal nostro; è comunque un bdi antimateria) perché quando materia e antimateria si incontrano il risultato è piuttosto… esplosivo: tutta la massa viene convertita in energia! (pensate che in una esplosione atomica solo una piccola percentuale della massa diviene energia).
Tutto ciò è interessante, ma cosa c’entra con il tempo ed il nostro quesito iniziale? C’entra; anzi, dopo il lungo preambolo, siamo ora in grado di dare la prima delle risposte promesse. In effetti, il processo sopra descritto potrebbe avere una interpretazione ben diversa: l’elettrone e- giunto in A, cioè nella posizione SI al tempo TI emette un fotone y (luce!) e di conseguenza rincula nel tempo viaggiando verso destra dal futuro verso il passato (vedi Figura 2b: notare le freccette verso il basso nella linea-universo dell’ elettrone sulla destra di A!).

Questa descrizione non solo è compatibile con le leggi fisiche note, ma, alla luce delle teorie fisiche attuali, è del tutto indistinguibile dalla preceden­te: in altri termini, possiamo dire che l’antimateria non esiste, ciò che vedia­mo come antimateria non è altro che materia normale che però viaggia indie­tro nel tempo(!).
Quindi, almeno nel mondo microscopico, i viaggi nel tempo sono, nel senso sopra specificato, una realtà (4). È chiaro inoltre che come la materia, nel suo procedere “normale” in avanti nel tempo, ci porta informazioni dal passa­to, così, nel suo procedere, a volte, indietro nel tempo, ci porta informazioni dal futuro. Almeno in linea di principio: in pratica, la relativa rarità di tali inversioni temporali anche a livello microscopico (ossia, se volete, la scarsez­za di antimateria) unitamente alla piccolissima durata di questi viaggi indietro nel tempo, fanno sì che nessuna applicazione “macroscopica” sia finora ipo­tizzabile.
Una seconda possibilità di vedere il futuro ci è fornita da certe “strane” particelle denominate tachioni. La parola tachione deriva dal greco; una brut­ta ma efficace traduzione in italiano suonerebbe come “yelocione” o “rapido­ne” e metterebbe in risalto la caratteristica fondamentale di tale particella: il tachione, infatti, si muove con velocità maggiore di quella della luce5 e que­sto implica “strane” conseguenze riguardo al tempo.
Le caratteristiche osservabili del tempo,- così come lo concepiamo in Fisica, sono durata e sequenza. Ritornando al diagramma in Figura 1 b, la durata è data (in scala) dalle lunghezze in verticale delle linee-universo (la lunghezza del segmento AB dice che siete rimasti seduti in poltrona per dieci secondi dallo scatto del cronometro). L’orientamento delle linee-universo (le freccette!) danno invece la sequenza o successione temporale (percorrendo la vostra linea-universo in Figura 2b nel senso indicato dalle frecce, si vede che l’evento A precede l’evento B che a sua volta è seguito da C).
Il punto è che finora abbiamo tacitamente ammesso che la scena descritta dal diagramma spazio-tempo. in Figura 2b sia stata osservata da qualcuno fermo rispetto alla stanza: come sarebbe descritta la stessa scena da qualcuno che, per esempio, sia su una astronave in rapido allontanamento dalla terra? Ebbene la teoria della Relatività ci dice che più velocemente viaggia la nave, più corti sembrerebbero, visti da essa, gli intervalli di tempo: il nostro ipoteti­co astronauta, viaggiante ad una discreta percentuale della velocità della luce, potrebbe dire che in realtà noi siamo restati seduti solo per un secondo ed abbiamo raggiunto la finestra in due secondi; al limite, se la nave potesse (ma non può…) raggiungere la velocità della luce, gli intervalli di tempo tra i vari eventi sarebbero zero, cioè la durata sarebbe completamente annullata (6). Ricapitolando, all’aumentare della velocità dell’ osservatore (o delle cose osservate) gli intervalli di tempo tra gli eventi diminuisce, ma la sequenza degli eventi stessi rimane invariata: l’astronauta vedrebbe pur sempre prima voi seduti far scattare il cronometro, poi vedrebbe voi alzarvi e poi ancora, camminando, raggiungere la finestra.
Ma se la nave fosse fatta di tachioni e viaggiasse quindi a velocità supe­riore a quella della luce, anche la sequenza potrebbe cambiare: il nostro astro­nauta (anche lui fatto di tachioni!) potrebbe ben vedere la stessa scena così: ecco, voi siete vicini alla finestra (C), quindi camminate lentamente all’indie­tro e vi sedete in poltrona (B) e poi, dopo un po’ di tempo, fate fermare (!) il cronometro (A). Ovviamente a questo punto vi starete domandando: perché non è in vendita un qualche aggeggio (telescopio, televisione…) a tachioni per poter sbirciare la schedina vincente della prossima settimana?
Certo lo vorrei anch’io, ma sfortunatamente finora nessuno ha mai trovato un tachione! Sto dicendo che i tachioni sono oggetti possibili secondo le nostre teorie fisiche e, se esistessero, si comporterebbero necessariamente come sopra descritto: epperò benché essi siano ricercati con varie tecniche da molti anni in molti laboratori di molti paesi, a tutt’oggi la ricerca, la caccia, è stata infruttuosa. Tuttavia la sto­ria e l’esperienza ci hanno inse­gnato che gli oggetti previsti dalle teorie prima o poi vengono trovati anche sperimentalmente: per esempio, il positrone (l’elet­trone che viaggia indietro nel tempo!) previsto dal fisico teori­co P. M. Dirac fu trovato speri­mentalmente solo due anni dopo la previsione, mentre per il neu­trino, un’altra affascinante ed esclusiva particella, prevista teo­ricamente negli anni ’30, sono stati necessari quasi trenta anni di infruttuosi tentativi prima di poter avere la conferma sperimentale della sua esistenza. Sembra proprio quindi che ciò che può esistere, alla fine effettivamente esista: quindi, anche se non abbiamo ancora strumenti che interagiscono con i tachioni, se i tachioni esistono, potremmo ben avere tali strumenti in un futu­ro più o meno prossimo? Secondo la fisica attuale, c’è ancora almeno un’altra possibilità di vedere il futuro, tra l’altro la mia preferita; ma, come in ogni romanzo d’appendice, dovrete pazientare fino al prossimo numero, nel quale esploreremo il com­plesso Universo dell’eterno presente!

(1) Saremmo tentati di dire: vedere il futuro così come vediamo il presente, ma noi vediamo, e conosciamo, solo il passato: ciò che accade ora proprio avanti ai vostri occhi non potete veder/o! (vedi dopo)

(2) L’autore stesso sta attualmente compiendo uno studio sulla precognizione; a tale scopo, per raccogliere materiale sufficiente a fornire una adeguata base statistica, è stato aperto un ARCHIVIO DELLE PRECOGNIZIONI: chiunque ritenga di avere una conoscenza precognitiva di qualche evento futuro, comunque acquisita (in sogno, con pratiche “magiche”, etc.), può registrarla (prima che la precognizione eventualmente si verifichi!!!) nel suddetto archivio
telefonando al 06 51962550. oppure compilando la scheda all’indirizzo internet https://www.coscienza.org/fenomenianomali2.htm

(3) Relativamente alla terra! Se considerate voi stessi in riferimento al sole vi siete mossi e ad alta velocità.

(4) Alcuni fisici hanno addirittura ipotizzato che nell’ Universo esista una e una sola particella di ogni specie (cioè un solo elettrone, un solo protone, etc.), e che la gran­de quantità di materia che osserviamo sarebbe in qualche modo una illusione dovuta allo zigzagare avanti indietro nel tempo di queste uniche particelle: secondo questa ipotesi noi tutti (così come i fiori, le stelle, etc.), siamo simulacri costruiti a più riprese da queste uniche particelle nei loro vagabondaggi nel tempo e nello spazio.

(5) Il lettore con qualche conoscenza di Fisica sarà sobbalzato indignato: come, non è noto che, secondo la teoria della Relatività, niente può viaggiare più velocemente della luce? Ebbene no, la Relatività non dice affatto questo; il fatto che molta gente lo pensi è solo un altro esempio di come la scuola e i mass-media diffondano, quan­do lo fanno, una immagine distorta e in genere superata della conoscenza scientifica.

(6) Questo significa anche, ad esempio, che mentre per noi la luce della stella che stiamo guardando ha impiegato anni per raggiungerci, dal punto di vista della luce, i due eventi – partenza dalla stella e arrivo sul nostro occhio. sono simultanei: per la luce non esiste durata, tutto è sempre presente!

(7) Dato che il cervello, o se volete la mente, è indubbiamente il “congegno” più complesso e sensibile finora trovato in natura, non potrebbe essere lo strumento cercato?