L’illusione del tempo

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Il tempo è una delle incognite più strane su cui l’uomo abbia mai riflettuto, studiato o addirittura cercato di comprendere. E’ parte integrante della nostra vita, ci assiste in ogni singolo gesto del quotidiano, con il giorno e la notte, con i mesi e gli anni. Non vi è una definizione precisa del tempo, anche perché il tempo è semplicemente una percezione del reale che viene misurata attraverso un’unità sviluppata appositamente per questa necessità. Gli orologi sono stati inventati da noi, l’utilizzo multiforme degli stessi anche, i numeri non fanno eccezione; ma il tempo non possiamo inventarlo, dobbiamo subirlo per quello che è. Ma realmente, il tempo, cos’è?

Dalla nascita del Big Bang il tempo ci è apparso come per magia, spostando tutto l’universo verso il futuro, una via che non possiamo deviare. Tutto scorre verso il futuro, o comunque avanza inesorabilmente verso qualcosa che non sappiamo bene cosa sarà. Questa è l’unica certezza del tempo. Un orologio, naturale e non inventato dall’uomo, è la Terra, che ruota attorno a se stessa e intorno al sole per poterci dare il giorno e la notte, ma anche le stagione e gli anni. Tutto ciò che è ripetitivo, come questo processo, può scandire il tempo. Come saprete, gli orologi sono stati inventati proprio con tale funzionalità: tre stanghette nere che corrono su una superficie piatta e rotonda, rincorrendosi all’infinito, e indicando numeri ben precisi.

Uno dei posti migliori sulla faccia della Terra dove poter sapere l’ora, con estrema precisione, è l’Istituto nazionale degli standard e della tecnologia in Colorado. Il tempo in questo particolare orologio viene misurato da quello che è forse il meccanismo più imbattibile che l’uomo possiede: l’atomo di un metallo raro chiamato Cesio. Gli atomi hanno una frequenza naturale di vibrazione, e tutto ciò che ha un moto ripetitivo può essere un orologio. Potremmo dire che l’atomo di Cesio è l’orologio del mondo, perché non è possibile fermarlo, bloccarlo, ma soprattuto è immune a questa caratteristica. Bombardato di energia, un atomo di Cesio, vibra o ticchetta generando pulsazioni di luce più di 9 miliardi di volte al secondo. Quindi riusciamo a domare il tempo, ma realmente non possiamo sapere con questo cosa sia il tempo. Si, possiamo misurarlo con precisione, ma di cosa si tratta in realtà?

La voglia di sapere il tempo è sempre stato un problema per l’uomo, che nei primi anni del trasporto ferroviario si trovava a subire una situazione a dir poco bizzarra. All’epoca, ogni città aveva la propria ora, era mezzogiorno quando il Sole si trovava più o meno a picco sulla testa, e che ora fosse nelle altre città aveva poca importanza. Ciò che maggiormente metteva confusione erano gli orari dei treni, che viaggiavano con l’orario della città di partenza. Quindi se volevamo prendere un treno da Milano a Parigi si partiva con l’orario di Milano e si arrivava con quello di Parigi. Bisognava quindi organizzarsi bene e fare calcoli quanto più precisi. Ad oggi potrebbe sembrare semplice, accendiamo il nostro smartphone e vediamo che ore sono in quella città, ma allora era complicato avere informazioni in fretta e con tale precisione. Nacque così l’esigenza di sincronizzare gli orologi a grande distanza, soprattutto per le città che erano collegate da una sola tratta. E’ da qui che comincia la storia moderna del tempo.

L’idea della comprensione del tempo venne ad un giovane fisico, impiegato all’ufficio brevetti di Berna, di nome Albert Einstein. La sua fortuna fu proprio il suo lavoro, che trasformò in un dizionario per poter comprendere, attraverso la dura fatica degli inventori che svolgevano brevetti, una soluzione per comprendere tutto. Gli studiò a fondo e iniziò a comprendere quanto il tempo fosse particolare e contorto, e in un certo senso anche affascinante. Lui stesso sconvolse il mondo con una visione rivoluzionaria della natura del tempo, e furono proprio questi dispositivi meccanici a dargli un’inaspettata ispirazione. Capì che gli strumenti per sincronizzare gli orologi erano molto più che semplici invenzioni creative; si rese conto che rivelavano una profonda lacuna nella conoscenza del concetto di tempo.

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Una delle visioni più interessanti che la storia possa aver acquisito il relazione al tempo, è che tutto scorre nella medesima maniera, in modo semplice e lineare: il tempo è uguale per tutti. Fu questa la teoria che fece di Isaac Newton l’icona della fisica che conosciamo oggi, ma in realtà, anche se la sua teoria poteva sembrare razionale, si sbagliava. Einstein capì questo e cerco di formulare una propria teoria. Scoprì che il tempo può scorrere a diverse velocità; anche se può sembrare strano ciò vuol dire che il tempo può non essere lo stesso per me e per voi. La sua idea sgretolò la concezione newtoniana di realtà. Non esiste un tempo unico, ma ognuno ha il suo, in base a ciò che fa, quindi al moto. La scioccante rivelazione arrivò scoprendo una relazione nascosta fra il tempo e lo spazio. Ciò che comprese fu la relazione fra lo spazio e il tempo in quello che definiamo ‘universo’. Se viaggio verso nord a 100 kmh il mio moto si distribuisce tutto verso quella direzione. Adesso ipotizziamo di prendere un’altra strada, differente da quella in cui eravamo in precedenza, e proviamo a dirigerci verso nord-ovest. Stiamo andando ancora a 100 kmh, ma non stiamo avanzando verso nord alla stessa velocità di prima. Questo perché il moto verso nord si è diviso, e parte è diventato moto verso ovest. Einstein capì che tempo e spazio sono molto collegati alle direzioni nord e ovest. E con questo capovolse l’idea che il tempo scorre allo stesso modo per tutti.

Se abbiamo davanti a noi una persona e mentre la guardiamo stiamo fermi e immobili, il tempo sul nostro orologio, per come lui ci percepisce, sarà più veloce. Se noi proviamo a camminare verso questa persona, il tempo sul nostro orologio sarà più lento. Tutto questo accade perché il moto nello spazio influenza lo scorrere del tempo. Nel quotidiano, colpa delle basse velocità cui ci muoviamo, l’impatto sul tempo è così piccolo da non essere percepito. L’effetto però può essere materialmente misurato. Per farlo bastano due orologi atomici e un Jet. Questo tipo di esperimento venne condotto nel 1971. Quando gli scienziati confrontarono l’orario dell’orologio atomico, che aveva percorso tutto il mondo in volo, con un orologio rimasto a terra scoprirono, come ipotizzato da Einstein, che gli orologi non erano più sincronizzati. La differenza era solo di qualche centinaia di miliardesimo di secondo, ma mostrava comunque che il moto influenza lo scorrere del tempo.

Questo accade anche con i piani di un palazzo. Se abitate al primo piano, quindi siete più vicini alla forza di gravità, che è data dalla superficie della Terra, il vostro tempo scorrerà relativamente più veloce di chi abita al quinto piano. Naturalmente questa differenza non è possibile misurarla con gli orologi da polso o digitali che abbiamo sui nostri dispositivi, ma come per l’esperimento del Jet, ha bisogno di una accurata misurazione, che poi vi farà capire come le cose, in scala maggiore, come ad esempio nell’universo, sono differenti. Da questa riprova nasce l’idea di unire in una forma spazio e tempo, chiamandola spazio-tempo. Qui inizia la nuova era del tempo: la distensione tra passato, presente e futuro potrebbe essere solamente un illusione.

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