Pensate che spazio e tempo siano statici? Che un’ora duri sempre 60 minuti e che Firenze sia sempre alla stessa distanza da Roma? Vi sbagliate, un tempo universale non esiste e lo spazio è una struttura dinamica. Lo teorizzò il solito guastafeste Albert Einstein con la teoria della Relatività generale e la scoperta delle onde gravitazionali, cioè delle vibrazioni della curvatura dello spazio-tempo, lo conferma. Come confermate sono l’esistenza dei buchi neri, quegli oggetti astratti che fino ad ora erano presenti solo sulla carta nelle equazioni einsteiniane, e la possibilità di viaggiare nel tempo... in un certo senso.
Gravità della situazione
Spazio-tempo, velocità e gravità: ecco gli ingredienti delle onde gravitazionali che non sono proprio di primo pelo perché provengono dalla fusione, in qualche parte nell’Universo, di 2 buchi neri 1,3 miliardi di anni fa. Un urto di un’intensità tale da rilasciare un’enorme quantità d’energia in grado di alterare localmente la metrica, come dicono i fisici, dello spazio-tempo. In concreto che cosa significa? La scarica energetica sul tessuto spazio-temporale è stata talmente breve, una frazione di secondo in base alle stime, e forte da innescare una distorsione momentanea delle distanze. Esattamente come succede quando lanciamo un sasso nell’acqua, ma questa volta con delle onde molto più veloci che si propagano nello spazio in tutte le direzioni alla velocità della luce, cioè a 300mila chilometri al secondo, e ciò da più di 1 miliardo di anni. Ed è il passaggio di quel fenomeno che è stato registrato alle 10.50 (ora italiana) del 14 settembre 2015 da 2 strumenti dell’esperimento Ligo (Laser interferometer gravitational wave observatory) negli Stati Uniti. Un’alterazione delle distanze che corrisponde con una precisione incredibile a ciò che aveva previsto Einstein, un secolo dopo la pubblicazione della Relatività generale di cui le onde gravitazionali costituiscono uno dei capisaldi.
Fanta... scienza
«Questo risultato è l’inizio di un nuovo capitolo per l’astrofisica – commenta Fulvio Ricci, professore all’Università La Sapienza di Roma – perché osservare il cosmo attraverso le onde gravitazionali cambia radicalmente le nostre possibilità di studiarlo: finora è come se lo avessimo guardato attraverso radiografie, mentre adesso siamo in grado di fare l’ecografia del nostro Universo». Quanto all’esistenza dei buchi neri, come sottolinea Salvatore Capozziello, dell’Università di Napoli e ricercatore presso l’Istituto nazionale di fisica nucleare (Infn), «le onde gravitazionali che adesso siamo in grado di intercettare sono direttamente connesse con la struttura degli oggetti che le emettono, vale a dire che possiamo desumere da un’onda le caratteristiche dell’oggetto che la emette, il buco nero». Ma c’è di più. Perché questi oggetti, oltre ad essere previsti dalle equazioni di Einstein potrebbero nascondere cunicoli spaziotemporali, dedotti, anche loro, dalla Relatività generale. C’è chi perciò elabora scenari che sfiorano la fantascienza come, per esempio, quei tunnel, fino ad oggi protagonisti solo al cinema, che potrebbero mettere in relazione parti distanti dell’Universo, o i viaggi nel tempo capaci di deformare l’ordine consueto di passato, presente e futuro.
Programma di viaggio
Viaggiare nel tempo si può, tuffandosi nei buchi neri all’interno di un cunicolo spaziotemporale, come lo concepiscono in Interstellar il regista Christopher Nolan e Kip Thorne, fisico al California institute of technology, fondatore del progetto Ligo e collaboratore alla sceneggiatura del film. Più scienza che fanta, perché una certa logica in tutto questo c’è: visto che le onde gravitazionali increspano lo spazio-tempo modificando le distanze tra gli oggetti per quale ragione non dovrebbero permetterci di slittare sul tempo stesso? Secondo le leggi della fisica viaggiare nel tempo è, infatti, nell’ambito delle possibilità: chi si sposta ad una velocità vicina a quella delle luce o è immerso in un campo gravitazionale si desincronizza rispetto a chi rimane immobile. Ma spostarsi nel tempo non è come farlo nello spazio, delle restrizioni ci sono e alcune regole vanno rispettate: non è possibile viaggiare nel proprio tempo – cioè incontriamo noi stessi solo nel presente – né violare il principio di causalità (una causa deve sempre precedere il suo effetto), il che impedisce di andare a spasso nel passato. Perciò l’unico viaggio possibile è quello nel futuro, ma degli altri e con solo il biglietto di andata.
Per surfare sulle onde gravitazionali non bastano dunque doti di equilibrio e destrezza e spostarsi nel tempo non è così comodo come un giro nella DeLorean di Doc Brown in Ritorno al futuro.