Albert Einstein non aveva dubbi sul fatto che gli esseri umani fossero “bloccati” nel tempo come mosche nell’ambra. Ogni momento è stato pianificato dall’inizio. Ogni azione intrapresa da una persona è il risultato di azioni precedenti. Non hai controllo sulla tua vita. Tutto quello che puoi fare è osservare. Ogni volta che pensi di prendere decisioni sulla tua vita, è solo un’illusione. La tua vita è stata determinata determinata prima della tua nascita.
Se Einstein fosse stato un cristiano, sarebbe stato un calvinista, credendo che tutte le anime siano scelte da Dio per la salvezza o la dannazione prima di nascere. Dal momento che non lo era, credeva nel Dio di un altro determinista, quello dell’ex filosofo ebreo comunicato Spinoza. Il tempo è semplicemente una dimensione lungo la quale Dio colloca gli eventi, tutti perfettamente incastonati.
Le idee di Einstein sul tempo come dimensione rimangono con noi. Einstein era noto per essere testardo su qualsiasi fisica in disaccordo con la sua filosofia. Basta guardare i suoi attacchi alla meccanica quantistica di Niels Bohr e le sue previsioni di eventi casuali comuni nell’universo che erano offensivi per le sue convinzioni nel determinismo. “Dio non gioca a dadi” è la citazione spesso parafrasata.
Un vecchia teoria sfida tutto ciò che sappiamo dell’universo
Un’interpretazione vecchia e molto strana della fisica quantistica sta tornando alla ribalta e sta sfidando Einstein ancora più di quanto facesse l’originale. E se si rivelasse vera, potremmo eliminare completamente l’idea del passato e del futuro che esistono da qualche parte “là fuori”, insieme ad altre idee come il multiverso, copie parallele di me e voi che viviamo vite diverse in un regno irraggiungibile. David Bohm ha descritto questa teoria nel 1952.
Come tutti sanno, le particelle quantistiche come elettroni e fotoni non hanno posizioni o velocità definite finché non vengono osservate. La meccanica quantistica dice che hanno una funzione d’onda. Nella solita interpretazione di Niels Bohr di quello che sta succedendo, l’atto di osservare, in qualche modo fa collassare le loro funzioni d’onda in modo che appaiano come particelle. Lo sappiamo da esperimenti come la doppia fenditura, in cui spariamo singole particelle su un paio di fenditure e vediamo che si comportano come onde quando lasciamo che colpiscano un rilevatore dall’altra parte, ma come particelle quando proviamo a catturarle e a farle passare attraverso una particolare fessura.
Sia Einstein che Bohm si sono opposti sostenendo che devono esserci alcune informazioni nascoste che trattengono le posizioni delle particelle. Non appaiono casualmente come asserisce Bohr. Bohm ha deciso di risolvere il problema e ha fornito l’interpretazione più strana ma in qualche modo soddisfacente della meccanica quantistica: la “meccanica bohmiana“.
La meccanica bohmiana
Nella teoria di Bohm, un insieme di particelle come elettroni o atomi sono descritti da una funzione d’onda quantistica come nella versione di Bohr. A questo punto, però, la teoria devia dalla teoria quantistica standard: tutte le posizioni di quelle particelle hanno valori definiti, anche quando non osservati, descritti da un’altra funzione che ha chiamato Q o funzione guida.
La funzione Q è quell’informazione nascosta che voleva Einstein. La meccanica bohmiana era deterministica (un vantaggio per Einstein) e rappresentava tutte le previsioni della meccanica quantistica. Eliminati il collasso della funzione d’onda e le posizioni indefinite delle particelle e non ha avuto bisogno di un multiverso per risolverlo.
Conservava, però, una cosa che a Einstein non piaceva davvero: la non località.
Il punto chiave nella meccanica bohmiana così com’è oggi, è che il moto di ogni particella è, attraverso la funzione guida, dipendente dal moto di ogni altra particella nell’intero universo simultaneamente. Quindi, anche se le particelle stesse sono locali, le loro interazioni con altre particelle sono completamente non locali. Violano la restrizione della velocità della luce.
Quando combini la meccanica bohmiana con la relatività di Einstein, ottieni una combinazione affascinante. La meccanica quantistica relativistica è chiamata teoria dei campi quantistici, che usiamo per descrivere cosa succede quando facciamo scontrare la materia negli acceleratori di particelle.
Nel solito modo in cui funziona la teoria quantistica dei campi, hai operatori che descrivono le particelle che vengono create e annichilite. Il QFT bohmiano, d’altra parte, non lo fa mai. Invece le particelle saltano da una posizione all’altra come per magia. Quindi la particella che pensavi fosse stata appena annientata o creata è stata, in effetti teletrasportata da un luogo all’altro nella funzione di guida.
Anche la meccanica bohmiana e la QFT presuppongono che l’intero universo di particelle abbia un unico tempo presente, sostenendo che non si può sapere cosa sia quel presente. Solo la funzione guida lo sa e noi non possiamo vederlo. L’universo nel suo insieme si evolve semplicemente di momento in momento, nonostante la relatività di Einstein, ma non ci permette di vedere questo presente da soli se non nella nostra posizione esatta.
Eternalisti e presentisti
Gli eternalisti, come anche Einstein, credono in un universo a blocchi. L’universo è un grande blocco quadridimensionale di cose che accadono, non importa se gli eventi sono casuali: è tutto “scolpito nella pietra”. Alcuni eternalisti credono in un universo a blocchi “in crescita”, ovvero il passato è scolpito nella pietra e il futuro è sconosciuto.
I presentisti, a differenza degli eternalisti, credono che esista solo il momento presente: il passato è distrutto e il futuro non è scritto.
Quindi, se il tempo fosse come un’autostrada, gli Eternalisti deterministi come Einstein credono che siamo solo passeggeri di un’auto che viaggia su quell’autostrada. Potremmo anche avere un volante e dei pedali, ma l’auto si guida davvero da sola. Se volessimo viaggiare indietro nel tempo, dovremmo uscire dall’autostrada e tornare indietro in qualche modo a un punto precedente nel tempo, ma le nostre azioni sarebbero comunque tutte predeterminate e quindi non potremmo mai cambiare il passato. Ci sono anche Eternalisti che credono nel libero arbitrio, ma è difficile conciliare il futuro scolpito nella pietra con il libero arbitrio.
I presentisti, invece, credono che il tempo non sia come un’autostrada, il tempo è come guidare un’auto in un simulatore, il simulatore rimane fermo e crea solo l’illusione del movimento nel tempo. Il “passato” viene cancellato dalla memoria del simulatore mentre viene calcolato il futuro. Esiste solo il presente.
Molto tempo prima di Einstein, Isaac Newton aveva le sue idee sul tempo. Per lui l’universo era come un orologio. Il tempo scorreva e tutti i meccanismi si guidavano l’un l’altro alla perfezione. I presentisti hanno potuto sostenere per secoli che l’universo a orologeria era una perfetta rappresentazione del solo momento presente esistente.
Einstein ha gettato un ombra nelle credenze presentiste quando ha inventato la sua teoria della relatività.
Il problema della teoria della relatività è che non puoi effettivamente essere d’accordo con un’altra persona su ciò che è il momento presente. Ad esempio, non possiamo essere d’accordo sul fatto che due eventi si verifichino simultaneamente se si muovono l’uno rispetto all’altro, e se questo fosse vero, come possiamo dire che esiste solo il momento presente?
Nella fisica quantistica, le regole della relatività non sempre si applicano. Invece, le particelle possono influenzarsi a vicenda non localmente, indipendentemente dall’interpretazione. Sebbene non possiamo inviare informazioni più velocemente della velocità della luce, possiamo rilevare particelle che si influenzano a vicenda a velocità superluminali.
Se così fosse, allora le particelle si influenzano a vicenda contemporaneamente? Come può essere vero per la teoria di Einstein che sostiene che non esiste una cosa del genere?
Nell’interpretazione multiverso della fisica quantistica, le particelle si influenzano a vicenda trovandosi in luoghi diversi in universi diversi. Quindi, in questa teoria, è come se avessimo tantissime copie delle stesse auto che viaggiano in autostrada in corsie diverse. A volte le auto svaniscono e a volte appaiono dal nulla. A volte un’auto si divide in due motociclette che poi si fondono di nuovo insieme. Si scontrano tutti finché qualcuno non li guarda e le corsie si dividono e si hanno diverse autostrade. Quindi, le autostrade sono sempre separate (a volte si fondono). Il passato e il futuro sono reali quanto il presente e lo sono anche tutte le altre realtà là fuori.
Nella meccanica bohmiana, è come se le nostre auto viaggiassero lungo l’autostrada del tempo, ma agiscono come parte di una grande macchina, la funzione di guida. Se è una grande macchina, potrebbe anche essere un grande simulatore. Stiamo navigando nel nostro simulatore insieme a tutti gli altri. Non possiamo sapere esattamente cosa sta succedendo alle altre persone nel simulatore, a volte la simulazione ci fa sparire da un punto e riapparire in un altro. Non ci sono divisioni in diverse autostrade, nessuna macchina che appare dal nulla. Invece, le nostre vite crescono ed evolvono all’interno della funzione guida che determina la nostra realtà, senza mai lasciare il momento presente. Il nostro universo è semplicemente costruito in questo modo.
Il presente è descritto come una “ipersuperficie” 3D all’interno di una “foliazione” dello spaziotempo. Un’ipersuperficie è come una superficie ma in più di due dimensioni.
La meccanica bohmiana è attraente perché non ha bisogno di idee come il collasso della funzione d’onda, i multiversi o anche il passato e il futuro. Ripristina qualcosa dell’idea newtoniana di un tempo assoluto senza violare la teoria della relatività alla scala dell’universo. Inoltre non si basa sulla creazione e distruzione di particelle come la teoria quantistica dei campi, il che è una caratteristica interessante, dal momento che è più facile pensare alle particelle invece che ai campi astratti e immaginari che creano spontaneamente cose ogni volta che sono disturbati con sufficiente energia.
Per ora, non possiamo distinguere tra questa e nessuna delle altre interpretazioni della meccanica quantistica, ma una teoria quantistica della gravità potrebbe fare la differenza.
