Macchina per Viaggiare nel tempo? una studente di dottorato pubblica l'articolo su come costruirla

Il viaggio nel tempo è possibile , almeno secondo Caroline Mallary, una studente di dottorato presso l'Università del Massachusetts Dartmouth.

In un articolo pubblicato sulla rivista Classical and Quantum Gravity, Mallary ha proposto un nuovo modello per una macchina del tempo. Questo modello non ha bisogno di metalli nativi di massa negativi (Materia esotica) e può essere costruito usando un modello piuttosto semplice.

Il concetto di viaggio nel tempo ha sempre catturato l'immaginazione di fisici e laici allo stesso modo. Ma è davvero possibile? Ovviamente lo è. Ma non era ciò che stavi pensando!

Possiamo viaggiare in avanti nel futuro? Assolutamente Si. Se potessimo viaggiare alla velocità della luce, o in prossimità di un buco nero, il tempo rallenterebbe permettendoci di viaggiare arbitrariamente lontano quindi nel futuro. La domanda davvero interessante è se possiamo tornare anche indietro nel passato.

Sono un professore di fisica all'University of Massachusetts, Dartmouth, e ho sentito parlare della nozione di viaggio nel tempo quando avevo 7 anni, da un episodio del 1980 della serie TV classica di Carl Sagan, "Cosmos". Ho deciso proprio allora che un giorno avrei intrapreso uno studio approfondito della teoria alla base di idee così creative e notevoli: la relatività di Einstein. Venti anni dopo, eccomi con un dottorato di ricerca. sul campo e da allora sono un ricercatore attivo e porto avanti lo studio su questa teoria.

Ora, uno dei miei studenti di dottorato ha appena pubblicato un articolo sulla rivista Classical and Quantum Gravity che descrive come costruire una macchina del tempo usando un modello molto semplice.

Curve del tempo chiuse

Here we see a time loop. Green shows the short way through wormhole. Red shows the long way through normal space. Since the travel time on the green path could be very small compared to the red, a wormhole can allow for the possibility of time travel. Credit: Panzi, CC BY-SA

La teoria della relatività generale di Einstein indica la possibilità di deformare il tempo a un livello così alto che si ripiega su se stesso, determinando un loop temporale. Immagina di viaggiare lungo questo anello; ciò significa che ad un certo punto, finiresti in un momento nel passato e inizierai a sperimentare gli stessi momenti da allora, tutto da capo - un po' come il deja vu, solo che non te ne accorgerai. Tali costrutti sono spesso indicati come "curve temporali chiuse" o CTC nella letteratura è definito come "macchine del tempo". Le macchine del tempo sono un sottoprodotto di efficaci schemi di viaggio più veloci della luce e la loro comprensione può migliorare la nostra conoscenza su come funziona l'universo.

Negli ultimi decenni, noti fisici come Kip Thorne e Stephen Hawking hanno prodotto un lavoro seminale su modelli relativi alle macchine del tempo.

La conclusione generale che è emersa dalle ricerche precedenti, tra cui quelle di Thorne e Hawking, è che la natura proibisce i cicli temporali. Questo è forse meglio spiegato nella "Chronology Protection Conjecture" di Hawking, che dice essenzialmente che la natura non consente di cambiare la sua storia passata, risparmiandoci così dai paradossi che possono emergere se i viaggi nel tempo fossero possibili.

Forse il più noto tra questi paradossi che emergono a causa del viaggio nel tempo nel passato è il cosiddetto "grandfather paradox" in cui un viaggiatore ritorna nel passato e uccide il proprio nonno. Ciò altera il corso della storia in modo che emerga una contraddizione: il viaggiatore non è mai nato e quindi non può esistere. Ci sono stati molti film e nuovi grafici basati sui paradossi derivati ​​dai viaggi nel tempo - forse alcuni dei più popolari sono i film "Ritorno al futuro" e "Ricomincio da capo".

Questione esotica

A seconda dei dettagli, possono intervenire diversi fenomeni fisici per impedire che curve temporali chiuse si sviluppino nei sistemi fisici. Il più comune è il requisito per un particolare tipo di materia "esotica" che deve essere presente affinché esista un ciclo temporale. In parole povere, la materia esotica è materia che ha massa negativa. Il problema è che la massa negativa non è ancora nota in natura.

Caroline Mallary, una studentessa di dottorato all'Università del Massachusetts, Dartmouth, ha pubblicato un nuovo modello per una macchina del tempo nella rivista Classical & Quantum Gravity. Questo nuovo modello non richiede alcun materiale esente da massa negativo e offre un design molto semplice.

Il modello di Mallary consiste di due auto super lunghe - costruite con materiali non esotici e con massa positiva - parcheggiate in parallelo. Una macchina avanza rapidamente, lasciando l'altra parcheggiata. Mallary è stato in grado di dimostrare che in una tale configurazione, è possibile trovare un loop temporale nello spazio tra le auto.

Quindi puoi costruire questo nel tuo cortile?

Se sospetti che ci sia un problema, hai ragione. Il modello di Mallary richiede che il centro di ogni auto abbia una densità infinita. Ciò significa che contengono oggetti - chiamati singularities - con una densità, temperatura e pressione infinite. Inoltre, a differenza delle #singularities presenti all'interno dei buchi neri, che le rende totalmente inaccessibili dall'esterno, le #singularities nel modello di #Mallary sono completamente nude e osservabili, e quindi hanno veri effetti fisici.

I fisici non si aspettano nemmeno che oggetti così peculiari esistano in natura. Quindi, sfortunatamente una macchina del tempo non sarà disponibile nell'immediato presente. Tuttavia, questo lavoro mostra che i fisici potrebbero migliorare le loro idee sul perché "closed time-like curves are forbidden" le curve del tempo chiuso sono inaccessibili.

[Materia esotica] significato
La materia esotica è materia composta prevalentemente da particelle effimere, ovvero che decadono dopo poco tempo dalla loro produzione. Studiate attraverso i raggi cosmici, possono anche essere prodotte in laboratorio (ad esempio negli esperimenti condotti negli acceleratori). Sono composte principalmente da muoni, tau e dai tre tipi di neutrini e tutta una serie di particelle strane, ovvero particelle composte da quark di tipo strange, charm, bottom, top.

Con l'aggettivo "esotico" si indicano in fisica spesso anche particelle, campi o più in generale condizioni e oggetti che non sono previste dalla teoria comunemente accettata nel campo della fisica a cui si fa riferimento, e richiederebbero una modificazione di essa. Il termine in genere non viene utilizzato in modo univoco.

Il 4 ottobre 2016, David Thouless, Duncan Haldane e Michael Kosterlitz, vincono il Premio Nobel per la Fisica in quanto "hanno contribuito a comprendere i comportamenti esotici della materia"