Nuova teoria su come i wormhole potrebbero consentire il viaggio nel tempo

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Valeri P. Frolov e Andrei Zelnikov dell’Università dell’Alberta in Canada e Pavel Krtouš della Charles University di Praga potrebbero aver scoperto una scappatoia nelle leggi della fisica che rende possibile il viaggio nel tempo attraverso un particolare tipo di wormhole.

Le scorciatoie attraverso lo spaziotempo note come wormhole non sono caratteristiche riconosciute del cosmo. Ma per buona parte di un secolo, gli scienziati si sono chiesti se la trama e l’ordito istruiti dalla relatività prescrivano modi attraverso i quali le increspature quantistiche – o anche intere particelle – possono liberarsi dalla loro località temporale.

Nella loro forma più fantastica, i wormhole, riconfigurazioni nel tessuto dell’Universo, consentirebbero a masse delle dimensioni di un uomo di attraversarle permettendogli di percorrere anni luce attraversando galassie in un batter d’occhio o, forse, di spostarsi nel tempo con la stessa rapidità.

Per lo meno, gli esercizi che sondano il lato più esotico del comportamento dello spaziotempo potrebbero guidare la speculazione sul misterioso punto d’incontro tra la fisica quantistica e la teoria generale della relatività.

I wormhole sono, in effetti, poco più che forme. Siamo abituati ad avere a che fare con linee unidimensionali, disegni bidimensionali e oggetti tridimensionali nella vita di tutti i giorni. Alcuni possiamo intuitivamente piegarli, modellarli e bucarli.

La fisica ci permette di esplorare questi cambiamenti in situazioni che non possiamo esplorare intuitivamente. Al più piccolo dei livelli, gli effetti quantistici danno alle distanze e al tempo un po’ di spazio di manovra.

Su scale molto più grandi, lo spaziotempo può ridursi ed espandersi in relazione alla gravità in modi impossibili da apprezzare senza un intero gruppo di equazioni. Ad esempio, stipando abbastanza massa in un punto (ignorando opportunamente qualsiasi carica o spin che potrebbe avere), lo spaziotempo si piegherà in modi che gli daranno due superfici esterne. Cosa le collega? Un wormhole, ovviamente.

La materia non sarebbe in grado di muoversi attraverso questa struttura matematica, anche se, su entrambi i lati, alcuni oggetti sospetti che si trovano in entanglement rimarrebbero collegati.

Nel corso dei decenni, la ricerca è andata avanti per scenari – sia possibili che puramente teorici – che potessero consentire agli effetti quantistici, e persino a intere particelle, di viaggiare indenni attraverso forme esotiche dello spaziotempo.

La proposta di distorsione temporale di Frolov, Krtouš e Zelnikov coinvolge quello che è noto come un wormhole ad anello, descritto per la prima volta nel 2016 dal fisico teorico dell’Università di Cambridge Gary Gibbons e dal fisico Mikhail Volkov dell’Università di Tours.

Distinto dalle contorsioni sferiche dello spaziotempo che potremmo attribuire ai buchi neri, il wormhole anulare proposto da Gibbons e Volkov collega frammenti dell’Universo (o anche universi diversi, se è per questo).

Considerando le interazioni dei campi elettrici e magnetici chiamate rotazioni di dualità e applicando alcune trasformazioni scelte, le masse a forma di anello potrebbero creare alcune interessanti distorsioni in quello che altrimenti sarebbe uno spaziotempo piatto.

E voilà! Un buco nell’Universo che ti connette a… beh, da qualche parte non nelle vicinanze.

Frolov, Krtouš e Zelnikov hanno preso questo buco e l’hanno simulato attraverso diversi scenari. Ad esempio, quale effetto potrebbe avere un’altra massa immobile sull’anello? E se l’anello di entrata e l’anello di uscita fossero nello stesso universo?

Tra le soluzioni che hanno scoperto c’è anche quella che è nota come curva temporale chiusa. Proprio come sembra dal suo nome, una curva temporale chiusa descrive un oggetto o un raggio di luce che viaggia lungo una linea, ritornando esattamente al punto di partenza. Non solo nello spazio ma anche nel tempo.

Prima di fare le valigie per un paradossale viaggio di andata e ritorno nel futuro o nel passato, bisogna tenere presente che molti ostacoli potrebbero facilmente impedire un simile loop. Il defunto fisico Stephen Hawking certamente la pensava così .

Questa ricerca è disponibile sul server di prestampa arXiv ed è stata accettata per essere pubblicata su Physical Review D.