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Buchi neri, buchi bianchi: quando il tempo è molto più che relativo

Gli orologi e la nostra (umanissima) percezione

“La persistenza della memoria” di Salvador Dalì, 1931

Prendiamo due orologi, uno posto più in alto e l’altro posto più in basso. Assumendo che siano orologi precisissimi, l’orologio più in alto, chiamiamolo A, e l’orologio più in basso, chiamiamolo B, non segneranno più la stessa ora. E questo, dice il fisico italiano Carlo Rovelli, è un fatto.

Si potrebbe vedere questa variazione di tempo tramite un orologio atomico, che serve per fissare il tempo ufficiale di un Paese e che non è esattamente quello che portiamo al polso tutti giorni. Ebbene, usando questi orologi atomici è possibile rintracciare questa variazione di tempo che ci afferma chiaramente che per l’orologio A il tempo passa più rapidamente mentre per l’orologio B il tempo passa più lentamente. Chiaramente non perché gli orologi siano senzienti e possano avere una percezione possibilmente alterata da chissà quali fattori x, y, z, ma proprio perché il tempo si palesa nella sua natura, assolutamente contro intuitiva e di non linearità grazie all’altezza del campo gravitazionale. Un concetto un po’ difficile per noi esseri umani abituati a semirette sulle pagine dei libri di storia per spiegare lo snodarsi del tempo.

L’esperimento dei gemelli

Le inquietanti gemelline presenti nel film “Shining” di Stanley Kubrick

Un esempio esplicativo è quello, conosciutissimo, dei due gemelli. Se prelevassimo un gemello e lo facessimo vivere in montagna, e prelevassimo l’altro gemello e lo facessimo vivere al mare, il gemello che vive in montagna invecchierebbe prima del gemello che abita al mare.

Ma c’è di più. Un caso interessante è quello dei GPS, che utilizziamo tuttora per orientarci nel mondo. A inizio anni ’90 furono mandati in orbita i GPS per un progetto dell’esercito americano. I fisici, che stavano lavorando al progetto, avvertirono gli ingegneri con cui collaboravano che si sarebbe dovuto tenere conto del fatto che in alto, sui satelliti, il tempo sarebbe passato più velocemente. Infatti il tempo percepito dai satelliti, dotati di orologi, sarebbe stato più veloce rispetto al tempo percepito sulla Terra.

L’intero progetto però era un progetto dell’esercito americano e gestito, in ultima analisi, dagli stessi generali dell’esercito, che furono riluttanti nei confronti delle osservazioni dei fisici. Dunque furono inviati i primi satelliti con un doppio sistema che poteva funzionare sia tenendo conto che non tenendo conto di questo effetto: la versione del GPS che non teneva conto di questo effetto non funzionava. E fu così che i generali americani si resero conto che effettivamente il tempo non era uguale dovunque.

Buchi neri e nuove concezioni del tempo

La foto più dettagliata di un buco nero , scattata dall’Event Horizon Telescope

La nozione di tempo quindi sparisce nel momento in cui si è obbligati a usare la gravità quantistica, ossia dove le cose o sono estremamente piccole o estremamente grandi. Ed è proprio a causa del campo gravitazionale che il tempo si rivela qualcosa di molto diverso da quella semiretta sui libri di storia su cui sono posizionate date da ricordare.

Consideriamo i buchi neri, regioni dello spazio-tempo con una curvatura talmente grande, e un campo gravitazionale così intenso da non fare uscire nemmeno la luce. Proprio qua si arriva ad una diversa definizione di tempo: il tempo diventa qualcos’altro rispetto a quello a cui siamo abituati. Secondo la relatività generale infatti quando si è vicini ad una grande massa il tempo scorre diversamente, o meglio, si dilata. Pare che proprio grazie alla dilatazione temporale gravitazionale poche ore vicino ad un buco nero possano voler significare anni di vita nello spazio aperto. O sulla Terra.

Buchi bianchi: tra scettici e credenti

Ma non è finita qui. C’è chi ipotizza, come Stephen Hawking, l’esistenza dei buchi bianchi, ossia ipotetiche regioni di spazio-tempo, controparti dei buchi neri, in cui non si può entrare dall’esterno e può soltanto uscire energia, materia e luce.

Dunque l’esatto opposto di un buco nero da cui invece non può uscire né materia né energia né luce. Al momento non ne è nemmeno chiaro secondo quali processi fisici potrebbe innescarsi la creazione di un buco bianco e nessun astronomo è stato in grado di individuarlo. C’è già chi ritiene che i buchi bianchi siano l’estremità di un tunnel spazio-temporale che ci collega con multiversi, e chi invece crede che il Big Bang che ha dato origine a tutto non sia altro che un buco bianco.

Pare inoltre che il tempo all’interno di un buco bianco dopo essere uscito scorra all’indietro, mischiando maggiormente le carte su quello che sappiamo (per ora) sul concetto di tempo. Rovelli insieme ad Hal Haggard ha dimostrato come l’esistenza dei buchi bianchi sia matematicamente provata, ma al momento è solo questo ciò che si ha di tangibile: la comunità scientifica rimane ancora divisa, tra chi è più scettico e chi più visionario.

Forse, se avremo tempo, riusciremo a saperne di più. Per guadagnarne un po’, nel frattempo, prendetevi una casa al mare!

Claudia Antonelli

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