Viaggiare nel tempo

Il viaggio nel tempo è il concetto del viaggio tra diverse epoche o momenti temporali, inteso in una maniera analoga al viaggio tra diversi punti dello spazio. Può essere effettuato sia verso il passato sia verso il futuro, senza che il soggetto debba necessariamente far esperienza di tutto l'intervallo temporale presente tra l'epoca di partenza e quella di arrivo.
Per la fisica attuale, questa esperienza rimane ancora molto limitata. Tuttavia, l'idea di viaggiare nel tempo ha, da sempre, affascinato l'umanità, diffondendosi soprattutto nella narrativa e nella fantascienza, alcune volte utilizzata come espediente narrativo per storie ambientate nel passato, altre volte con storie o viaggi ambientati o simulati, come, ad esempio, nel caso della realtà virtuale.
La fisica classica esaminò per secoli e con attenzione la possibilità di viaggiare nel tempo e, in particolare, le difficoltà emersero soprattutto per il viaggio nel passato. Questa difficoltà resta soprattutto legata al concetto di "tempo" secondo l'esperienza e la conoscenza classica del mondo, ovvero un "tempo" spesso percepito soltanto come "lo scorrere degli eventi" (visione classica di "divenire" di Eraclito).
Secondo questa visione, il tempo risulta quindi un parametro immutabile e unidirezionale, come lo scorrere dell'acqua di un fiume, e tutti gli eventi dell'Universo si susseguono seguendo le leggi del modello di causalità (causa → effetto). Tutte le leggi della natura infatti, seguono una cosiddetta "freccia del tempo", che è strettamente legata al concetto di entropia. Dei classici esempi sono l'irreversibilità nel ricomporre i cocci di un vaso rotto al vaso intero originario, o il fumo di una sigaretta che brucia che rientra dentro la sigaretta stessa, o addirittura una persona morta riportata in vita.All'inizio del XX secolo poi, il concetto di freccia del tempo e il concetto filosofico di causalità (causa → effetto) furono interessati dall'ingresso della nascente meccanica quantistica. Parimenti, lo stesso concetto dello "scorrere del tempo", considerato immutabile, fu rivoluzionato dalla nascente teoria della relatività ristretta e della relatività generale.La cosiddetta "filosofia del tempo" cominciò quindi ad avere divergenze e opinioni varie, come, ad esempio, l'introduzione del concetto di "universo a blocchi", dove lo stesso avanzare dello spaziotempo è suddiviso in una sorta di "blocchi" di spaziotempo nei quali passato-presente-futuro coincidono, ma non dal punto di vista degli osservatori immersi nel blocco, pertanto il mio esatto "istante presente" non è uguale a quello di un altro, il mio tempo passato e il mio tempo futuro pure, poiché tutto relativo. Un altro interessante modello matematico simile dello spaziotempo è quello dell'universo a "eventi", altrimenti detto universo di Minkowski, per il quale gli eventi si sviluppano nello spaziotempo attraverso coni di luce o, più genericamente, coni detti "degli eventi".
In tutte le teorie della relatività rimase costante solo la velocità della luce nel vuoto e in tutti i sistemi di riferimento; con lo sviluppo dell'astrofisica, si comprese che, in un certo senso, per grandi distanze noi viaggiamo già nel passato. Ad esempio, la luce del Sole che ci scalda è di circa 8 minuti fa, la luce di Sirio di circa 8 anni fa, e così via. Ma lo stesso vale, impercettibilmente, anche per le piccole distanze: quando noi guardiamo un nostro interlocutore la sua immagine, a causa della velocità della luce, è quella di qualche miliardesimo di secondo fa.
La possibilità di viaggiare nel tempo in modo apprezzabile sarebbe quindi ammessa solo in condizioni estreme, impossibili da realizzare con le attuali tecnologie e, tendenzialmente, soltanto in un "futuro" relativo all'istante temporale per il quale si decide di iniziare tale viaggio.
Il celebre fisico Stephen Hawking fu un forte sostenitore dell'impossibilità di viaggi nel passato, perché se questi fossero possibili per la sola relatività generale, avrebbero comunque effetti significativi anche sulla natura quantistica, e finché non si riesce a unificare le due teorie nella cosiddetta grande teoria della gravità quantistica, le due attuali descrizioni dell'universo restano incompatibili. Hawking sostenne l'impossibilità anche per il discorso della conservazione della materia-energia nel continuum spaziotempo, affermando che così l'Universo sarebbe pieno di crononauti "cloni di sé stessi", portando in saturazione tutto il sistema. Anche esperimenti eseguiti dallo scienziato russo Igor Smolyaninov, partendo dalle teorie sulla materia esotica e con l'impiego di metamateriali plasmonici iperbolici, nel 2011 dimostrò la possibilità di "modellare" il flusso del tempo, tuttavia solo nel futuro.
La teoria della relatività ristretta prende in esame il fenomeno della dilatazione del tempo, registrabile soprattutto da osservatori che viaggino a velocità prossime a quella della luce (299 792,458 km/s); tuttavia anche questo spostamento nel futuro è vincolato dallo stesso principio di causalità che regola gli eventi dal passato verso l'istante presente scelto come riferimento per l'osservazione del fenomeno. Nel 1949, un matematico amico di Einstein, Kurt Gödel, ammise la possibilità dei viaggi nel tempo partendo dalle equazioni relativistiche, definendo altresì alcuni teoremi di incompletezza matematica.