Il trucco, dicono, consisterebbe nell'utilizzare la curvatura dello spazio-tempo nell'Universo per "piegare" il tempo in un cerchio. In tal modo gli ipotetici passeggeri potrebbero stare seduti in una scatola e il cerchio permetterebbe loro di muoversi nel futuro o nel passato.
"Le persone pensano ai viaggi nel tempo come a una finzione. E tendiamo a pensare che non sia possibile perché materialmente non lo facciamo", ha affermato Ben Tippett, matematico e fisico teorico dell'Università della Columbia Britannica in Canada.
"Ma matematicamente è possibile".
Insieme a David Tsang, astrofisico dell'Università del Maryland, Tippett ha utilizzato la teoria di Einstein della relatività generale per sviluppare un modello matematico di quella che in inglese si chiama Traversable Acausal Retrograde Domain in Space-Time (sì, l'acronimo è proprio TARDIS!).
Ma prima di addentrarci nel vero e proprio viaggio nel tempo, cerchiamo di chiarirne il contesto molto velocemente: i ricercatori non hanno affermato di avere in progetto una macchina del tempo in stile Doctor Who.
Hanno detto che i materiali che servirebbero per costruirla sono così bizzarri da non essere ancora stati scoperti… ma a questo ci arriviamo in un attimo.
Prima di tutto, parliamo di quello che Tippett e Tsang stanno davvero proponendo.
Il modello si basa sull'idea che, invece di vedere l'Universo in 3 dimensioni spaziali con la quarta dimensione (tempo) da esse separata, dovremmo immaginarci queste quattro dimensioni contemporaneamente.
Ciò ci permette di considerare la possibilità di un continuum spazio-temporale in cui diverse direzioni nello spazio e nel tempo sono collegate all'interno del tessuto curvo dell'Universo.
La teoria della relatività di Einstein lega gli effetti gravitazionali dell'Universo a una curvatura dello spazio-tempo: questo è il fenomeno che si pensa regoli l'orbita ellittica di pianeti e stelle.
Se lo spazio-tempo fosse "piatto" o comunque non curvo, i pianeti si muoverebbero lungo linee rette. Ma secondo la teoria della relatività, la geometria dello spazio-tempo diventa curva vicino ad oggetti con un'elevata massa. Questo porta i pianeti a curvare le loro traiettorie e a ruotare intorno alla loro stella.
Ciò che dicono Tippett e Tsang è che ad essere piegato nell'Universo non è solo lo spazio fisico: anche il tempo potrebbe subire la stessa modificazione in prossimità di oggetti con un'elevata massa.
"La direzione tempo sulla superficie spazio-temporale presenta anch'essa una curvatura. Vi sono prove che dimostrano che più ci si avvicina a un buco nero, più lentamente scorre il tempo", ha affermato Tippett.
"Il mio modello di macchina del tempo utilizza uno spazio-tempo curvo per piegare il tempo in un cerchio per i passeggeri e non una linea retta. Questo cerchio ci porta indietro nel tempo".
Per verificare questa proprietà teorica, i fisici propongono di creare una sorta di "bolla" nella geometria spazio-temporale che trasporti qualunque cosa contenga nello spazio e nel tempo lungo un percorso circolare.
Se questa bolla potesse muoversi a una velocità superiore di quella della luce (cosa che i due fisici ritengono matematicamente possibile), ciò le permetterebbe di andare indietro nel tempo.
"È una scatola che viaggia avanti e indietro nel tempo lungo un percorso circolare che attraversa lo spazio-tempo", hanno spiegato i ricercatori nel loro studio del 2017.
"Osservatori esterni sarebbero piacevolmente stupiti nel vedere i viaggiatori nel tempo decrescere mentre viaggiano indietro nel tempo: ricomporre delle uova rotte e separare la panna dal caffè".
Questa idea di base è illustrata nell'immagine qui sotto: un passeggero all'interno della bolla/macchina del tempo (persona A) e un osservatore esterno in piedi accanto (persona B).
La freccia del tempo, che in condizioni normali (perlomeno nel nostro Universo) punta sempre in avanti facendo diventare il passato presente, è rappresentata dalle frecce nere:
Sia la persona A sia la persona B avranno una percezione del tempo totalmente diversa, spiegano gli esperti:
"All'interno della bolla, A vedrà gli eventi di B evolvere nel tempo e poi regredire. Fuori dalla bolla l'osservatore B vedrà due versioni di A uscire dallo stesso luogo: l'orologio di una girerà in senso orario, quello dell'altra in senso antiorario".
In altre parole, l'osservatore esterno vedrebbe due versioni degli oggetti nella macchina del tempo: una versione che va avanti nel tempo e l'altra indietro.
Anche se Tippett e Tsang sostengono che matematicamente è possibile, il problema è che non disponiamo dei materiali adatti a costruire ciò che propongono.
"Sebbene sia fattibile, non è ancora possibile costruire una macchina dello spazio-tempo perché abbiamo bisogno di materiali (che possiamo definire esotici) per piegare lo spazio-tempo in questo modo pressoché impossibile, ma questi materiali non sono ancora stati scoperti", ha affermato Tippett.
La loro idea ricorda un'altra macchina del tempo teorica, la propulsione a curvatura, che utilizzava un involucro di materiale esotico per trasportare ipoteticamente passeggeri nel tempo e nello spazio.
Entrambe le idee non hanno vita lunga se non si sa come produrre questi materiali in grado di piegare lo spazio-tempo. Tuttavia, come ha sottolineato Tippett, non smetteremo mai di porci domande sulla possibilità di viaggiare nel tempo e questa è solo un'altra via che questa branca della fisica può prendere.
"Studiare lo spazio-tempo è affascinante, ma pone di fronte a diverse problematiche", ha affermato.
"Gli esperti del mio settore hanno esplorato la possibilità di macchine del tempo matematiche sin dal 1949 e la mia ricerca propone un nuovo metodo per crearle".
La ricerca è stata pubblicata in "Classical and Quantum Gravity".
