Viaggio nel tempo - Tesina per liceo scientifico

Da Einstein a Spielberg: i viaggi nel tempo tra rigore scientifico e magia del cinema 2

Indice

Viaggio nel tempo: cos’è? ………………………... pag. 3

Viaggio nel tempo, direzione futuro …….... pag. 4

Viaggio nel tempo, direzione passato ……... pag. 10

Conseguenze del viaggio verso il passato. pag. 15

Nella letteratura e sul grande schermo.. pag. 19

Conclusione: e se … ……………………………………. pag. 22

Bibliografia/sitografia ………………………………… pag. 23 2

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Viaggio nel tempo: cos’è?

Per viaggio nel tempo si intende lo spostamento verso epoche temporali diverse, passate o future. In realtà, noi siamo già per natura viaggiatori del tempo in quanto ci muoviamo attraverso di esso alla velocità di un secondo al secondo, sempre in direzione del futuro.

Per rappresentare un qualsiasi oggetto si devono usare tre dimensioni spaziali - altezza, lunghezza e larghezza - e una temporale, la durata. Non si può assolutamente considerare reale un oggetto al di fuori della sua realtà temporale, come non si può parlare di enti istantanei, cioè esistenti solamente in un preciso istante e non in quelli immediatamente precedenti e successivi. llllllllllllllllllllll

Un’interpretazione classica del flusso temporale è quella che lo paragona ad un filo molto lungo, forse infinito, alle cui estremità si dipanano le due realtà fondamentali: ciò che è stato e ciò che sarà. Per molti anni fisici e scienziati di tutto il mondo si sono chiesti se fosse realmente possibile fermare, accelerare, o addirittura invertire questo flusso che sembra inarrestabile.

Oggi, con le attuali conoscenze teoriche, che ancora non possono trovare riscontro nel mondo reale per il basso livello tecnologico della nostra civiltà, gli studiosi concordano che il viaggio verso il futuro sia realmente possibile, mentre ritengono più difficile quello verso il passato che merita, perciò, un discorso a parte. 2

Viaggio nel tempo, direzione futuro

Gemello: “Nato nello stesso parto con uno o più fratelli o sorelle”; questa è la definizione che si può trovare su qualsiasi vocabolario della lingua italiana e sta ad indicare per l’opinione comune che in ogni momento della loro vita i gemelli avranno sempre la stessa età, in quanto venuti al mondo nello stesso istante. Definizione ovviamente valida per tutti, escluso Einstein.

Infatti, per le leggi della relatività è possibile che due gemelli interagiscano uno con l’altro avendo età anche sensibilmente differenti. In particolare questa situazione diventa reale nel caso in cui uno dei due soggetti intraprenda un viaggio interstellare su un’astronave, in moto con una velocità prossima a quella della luce nel vuoto, mentre l’altro rimanga sulla Terra (nell’esperimento si considera la Terra come un sistema di riferimento immobile).

Nel 1905 il fisico di Ulm pubblica sugli Annalen der Physik un articolo intitolato “L’elettrodinamica dei corpi in movimento”, nel quale espone la teoria della relatività ristretta, cioè riferita a corpi che si muovono di moto rettilineo uniforme, e quindi non soggetti a forze e accelerazioni. La novità introdotta dalla relatività su cui ci focalizzeremo è la dilatazione dei tempi, secondo cui più la velocità di un oggetto si avvicina alla costante “c”, più il tempo dell’oggetto scorre lentamente se visto da un osservatore fermo.LLLLLLLLLLLLLLLLLL

E’ perciò immaginabile come sia possibile che il gemello 2 rimasto a casa veda il fratello più giovane di lui, essendo il tempo trascorso in maniera differente per quest’ultimo.

Però è vero anche il contrario. Essendo la Terra e la navicella due sistemi di riferimento inerziali perfettamente simmetrici è possibile studiare lo stesso esperimento mentale dall’interno dell’astronave: dal punto di vista del gemello in viaggio, infatti, mancando accelerazioni che possano far notare lo stato di moto, egli potrebbe considerare sé stesso immobile nello spazio, mentre è l’altro che si muove insieme al pianeta in direzione opposta, provocando una situazione paradossale in cui entrambi i gemelli vedrebbero l’altro più giovane.

A noi sembra una situazione illogica ma Einstein ha risolto questa illogicità: innanzitutto, secondo la relatività ristretta, oltre a decadere il concetto di tempo assoluto, cioè uguale per ogni essere umano in qualsiasi condizione, decade anche il concetto di simultaneità, e quindi due eventi che a rigor di logica dovrebbero essere incompatibili in realtà si verificano entrambi e sono indipendenti l’uno dall’altro, seppur in due sistemi di riferimento diversi, proprio come nel paradosso dei gemelli.

La risposta vera e propria a tale paradosso, però, non ci viene fornita dalla relatività ristretta, secondo cui i viaggi nel tempo non sono in realtà possibili proprio a causa di ciò espresso finora, bensì dalla relatività generale, elaborata dallo stesso Einstein e pubblicata nel 1916.

Secondo questa teoria, infatti, un corpo soggetto ad accelerazioni risente in prima persona degli effetti causati, nel caso studiato, dalla dilatazione dei tempi, in quanto la distorsione dello spazio-tempo dovuta alla presenza della variazione di velocità agisce direttamente sull’osservatore rallentando il suo orologio rispetto a un secondo osservatore in quiete. In quest’ottica è finalmente comprensibile il motivo per cui i gemelli 2 abbiano età diverse.

Nella realtà non è possibile effettuare un qualsiasi viaggio che non comprenda accelerazioni e anche l’ipotetico spostamento dalla Terra verso una stella vicina non si esime da questa condizione: l’astronave dovrebbe in un primo momento accelerare per raggiungere la velocità di crociera, poi decelerare per invertire la rotta, e ripetere le medesime azioni nel viaggio di ritorno a casa (anche nel caso in cui, ipoteticamente, la navicella non decelerasse per il cambio di rotta, ma sfruttasse a suo favore il campo gravitazionale prodotto da un corpo massiccio, girando intorno ad esso, si avrebbero gli stessi risultati perché la relatività generale ci dice anche, per il principio di equivalenza, che gravità e accelerazioni producono gli stessi effetti sul continuum spazio-temporale, e sono, perciò, due facce della stessa medaglia).l 2