La fisica ha trovato una falla per inviare messaggi nel passato

Esattamente alle 14:00, un terminale informatico in un laboratorio ad alta tecnologia riceve un singolo bit di dati: un semplice '1'. Il problema è che il ricercatore che gestisce la macchina non immette effettivamente quei dati e non preme 'invio' fino alle 14:05. Per cinque minuti, un'informazione è esistita nel presente senza essere ancora stata creata. Sembra la bozza di un sequel di un film di Christopher Nolan, ma la matematica della relatività generale suggerisce che non si tratti solo di un espediente hollywoodiano; è una possibilità legittima, seppur strabiliante, del nostro universo fisico.

Il cuore di questa svolta risiede in qualcosa che i fisici chiamano Curva Temporale Chiusa (CTC, Closed Time-like Curve). Per comprendere una CTC, bisogna smettere di pensare allo spazio e al tempo come entità separate e iniziare a vederli come un unico tessuto flessibile noto come spaziotempo. Di solito, questo tessuto è relativamente piatto, come un lenzuolo ben teso. Ma Einstein ci ha insegnato che la massa e l'energia possono deformare quel lenzuolo. Se si accumula abbastanza massa in un unico punto — ad esempio, un buco nero rotante — non ci si limita a creare un avvallamento nel lenzuolo; lo si può effettivamente torcere fino a formare un anello. Se un percorso attraverso lo spaziotempo si ripiega su se stesso, un oggetto che segue quel percorso potrebbe, in teoria, tornare a un momento precedente all'inizio del suo viaggio.

La geometria dell'inversione a U temporale

Sebbene l'idea di una DeLorean fisica che sfreccia attraverso un wormhole catturi l'immaginazione, la realtà del viaggio nel tempo sarà probabilmente molto più sottile e digitale. I fisici stanno ora studiando come l'informazione, piuttosto che la materia, possa attraversare questi anelli. La nuova ricerca suggerisce che non abbiamo necessariamente bisogno di un buco nero nel nostro cortile per testare i limiti di questa teoria. L'attenzione si è invece spostata sulla 'geometria' dei protocolli di comunicazione che mimano il comportamento delle CTC.

Non si tratta solo di inviare i numeri vincenti della lotteria al proprio io più giovane, anche se questo è l'inevitabile primo pensiero. Le implicazioni per l'informatica moderna sono sbalorditive. Se riuscissimo ad 'attingere' in modo affidabile alla potenza di calcolo dal futuro, o a verificare un calcolo prima ancora che abbia terminato l'esecuzione, saremmo di fronte a un salto esponenziale nella velocità di elaborazione che farebbe sembrare l'attuale boom dell'IA un pallottoliere. Si creerebbe un ciclo di comunicazione 'perfetto' in cui la risposta a un problema può coesistere con la domanda stessa.

Lezioni dal buco nero Gargantua

La rappresentazione del 'Tesseract' in Interstellar — dove il protagonista interagisce con il passato attraverso una manifestazione fisica del tempo — era più di un semplice abile effetto in CGI. Si basava sui rigorosi modelli matematici di Kip Thorne, premio Nobel che ha garantito che la fisica del film rimanesse entro i confini del plausibile. Questa nuova ricerca porta il lavoro di Thorne un passo avanti, spogliandolo della finzione cinematografica ed esaminando il trasferimento di dati grezzi. Essa postula che, se la gravità può piegare la luce, può certamente piegare la linea temporale di un fotone.

C'è però un intoppo, ed è quello che tiene svegli filosofi e fisici: il paradosso del nonno. Se invii un messaggio nel passato dicendo al tuo io più giovane di non inviare quel messaggio, l'universo dovrebbe, in teoria, andare in frantumi. La maggior parte dei ricercatori propende per il 'principio di autoconsistenza di Novikov' per risolvere la questione. Questo principio suggerisce che si possono inviare solo messaggi che fanno già parte della storia del passato. Non stai cambiando il passato; lo stai completando. Se oggi ricevessi un messaggio dal futuro, eri destinato a riceverlo e saresti sempre stato tu a inviarlo tra cinque minuti.

Questa logica del 'circuito chiuso' suggerisce un universo molto più deterministico di quanto i nostri cervelli, ossessionati dal 'libero arbitrio', vogliano ammettere. Solleva anche una strana possibilità riguardo alla ricerca di intelligenza extraterrestre. Se una civiltà fosse abbastanza avanzata da padroneggiare la comunicazione basata sulle CTC, non trasmetterebbe onde radio nel vuoto dello spazio sperando in una risposta tra 40.000 anni. Invierebbe messaggi a se stessa attraverso la propria linea temporale, creando una rete di informazioni internalizzata perfettamente efficiente che sarebbe per noi completamente invisibile.

La batteria quantistica e l'inversione temporale

Mentre inviare un 'Ciao' al 1994 rimane un obiettivo lontano, stiamo già vedendo l'applicazione pratica dell' 'inversione temporale' nella tecnologia quantistica. Esperimenti recenti con batterie quantistiche hanno dimostrato che questi dispositivi possono essere caricati in modo più efficiente invertendo efficacemente il flusso del tempo a livello subatomico. Nel regno quantistico, la freccia del tempo è sorprendentemente sfocata. Ponendo un sistema quantistico in uno stato di sovrapposizione — in cui si sta muovendo sia 'in avanti' che 'all'indietro' contemporaneamente — i ricercatori possono aggirare la perdita di energia che solitamente affligge le batterie tradizionali.

Non si tratta solo di un capriccio di laboratorio. È un cambiamento fondamentale nel modo in cui comprendiamo gli 'ingredienti' della realtà. Per decenni, la visione standard è stata riduzionista: partire dalle particelle, costruire atomi, costruire molecole e alla fine si ottengono le persone e il tempo. Ma se possiamo manipolare la direzione del tempo per caricare una batteria o inviare un segnale, ciò suggerisce che il tempo e la coscienza potrebbero essere più fondamentali per l'universo delle particelle stesse. Potremmo vivere all'interno di una realtà in cui la sequenza degli eventi è solo un'interfaccia utente, e abbiamo finalmente trovato la console dello sviluppatore.

Lo scetticismo rimane alto, e giustamente. Molti fisici sostengono che, sebbene la matematica delle CTC funzioni sulla carta, le 'condizioni energetiche' necessarie per crearle nel mondo reale sono impossibili da ottenere senza 'materia esotica' — sostanza con massa negativa che non abbiamo ancora effettivamente trovato. C'è anche il 'fattore Hawking'; il compianto Stephen Hawking propose notoriamente la Congettura di Protezione Cronologica, suggerendo che le leggi della fisica cospireranno sempre per impedire il viaggio nel tempo perché, beh, non siamo stati invasi da turisti dal futuro.

Perché l'universo potrebbe non permetterci di barare

C'è un'ultima, più oscura tensione in questa ricerca. Se riuscissimo a capire come inviare segnali indietro, anche per durate brevi come pochi millisecondi, ciò renderebbe istantaneamente obsoleta ogni forma attuale di cybersicurezza. La crittografia moderna si basa sul fatto che non è possibile conoscere una chiave prima che venga generata. Se un hacker potesse ricevere la chiave dal futuro, il muro 'inviolabile' della crittografia quantistica crollerebbe. Stiamo parlando di una 'corsa agli armamenti temporale' in cui il vincitore è chiunque riesca a vedere una frazione di secondo più avanti nel futuro rispetto al proprio avversario.

Siamo anche costretti a fare i conti con i segnali biologici che i nostri stessi corpi utilizzano. Nuove ricerche sulla comunicazione tra organi suggeriscono che le nostre cellule usino 'segnali segreti' per riparare i tessuti e rallentare l'invecchiamento, funzionando in un modo che assomiglia sospettosamente a un ciclo di feedback internalizzato. Se la nostra biologia avesse già capito come 'anticipare' il danno prima che si verifichi, non sarebbe la prima volta che la natura ci batte su una scoperta fisica. I nostri organi potrebbero 'parlarsi' attraverso un minuscolo divario temporale per mantenere la stabilità del corpo, una versione biologica del principio di autoconsistenza.

Per ora, la capacità di inviare un messaggio nel passato rimane una vittoria fragile e teorica. Esiste nelle complesse equazioni della relatività generale e negli stati tremolanti dei bit quantistici. Ma il fatto stesso che le leggi della fisica permettano di porre la domanda è un cambiamento profondo. Eravamo soliti pensare di essere i padroni dello spazio, esplorando la nostra gabbia tridimensionale. Ora, sembra che la quarta dimensione non sia affatto una gabbia — è solo un pezzo di corda molto lungo e complicato, e stiamo finalmente imparando a fare un nodo.

La prossima volta che sarete al pub e qualcuno si lamenterà di essere in ritardo, potrete dirgli con certezza scientifica che 'tardi' è una questione di prospettiva. Se avessero un buco nero e una serie molto specifica di protocolli di entanglement quantistico, avrebbero potuto arrivare dieci minuti prima ancora di uscire di casa. Solo non aspettatevi che paghino il prossimo giro con denaro che non hanno ancora guadagnato.