Teletrasporto quantistico temporale

Teletrasporto quantistico temporale
(I viaggi nel tempo e i mondi paralleli)
Francesco Di Noto e Michele Nardelli
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Abstract
In this paper we show some connections between, time travels and parallel
worlds
Riassunto
In questo lavoro divulgativo mostriamo le possibili connessioni tra
i viaggi nel tempo (ora resi possibili, a livello sub-atomico, dall’effetto
quantistico “entanglement”, che tra l’altro è una conseguenza delle teorie
di stringa, a loro volta connesse alla teoria dei numeri, in particolare ai
numeri di Fibonacci, ai numeri e ai gruppi di Lie ed alle partizioni di
numeri: tutti numeri vicini alla metà di un intervallo tra un quadrato e il
successivo, e quindi tutti compresi nella stretta striscia numerica attorno a
2T+1, con T numeri triangolari, noti in matematica combinatoria.
Introduzione
I viaggi nel tempo sono stati finora soltanto oggetto di fantascienza in
numerosi romanzi e film. Ma ora qualcosa comincia ad essere oggetto
anche di teorie scientifiche,
quantistiche in particolare, visto che a livello quantistico la cosa sarebbe
già ipotizzata come possibile, grazie all’effetto quantisico entanglement
che permetterebbe il viaggio nel tempo di particelle elementari (Rif. 1)
1
Cominciamo con la parziale voce di Wikipedia “Viaggi nel tempo”, nella
quale si accenna alle dimensioni parallele, teoricamente connesse ai viaggi
nel tempo, e sulle quali ritorneremo in seguito, parlando del multiverso
(Rif.2):
Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
Disambiguazione – "Macchina del tempo" rimanda qui. Se stai cercando altri significati, vedi
Macchina del tempo (disambigua).
Disambiguazione – Se stai cercando l'omonimo libro della saga di Geronimo Stilton, vedi
Viaggio nel tempo (Geronimo Stilton).
Il viaggio nel tempo è l'ipotetico spostamento tra diverse epoche temporali, verso il passato o
il futuro. Per "visualizzarlo" si usa comunemente l'analogia dello spostamento su un filo, una
linea che rappresenta il tempo nella sua totalità.
Alcune teorie scientifiche consentono, ad oggi, il viaggio nel tempo, ma solamente attraverso
condizioni estreme impossibili da realizzare con le tecnologie attuali. La teoria della relatività
ristretta prende in esame il fenomeno della dilatazione del tempo, registrabile soprattutto da
osservatori che si spostino a velocità prossime a quella della luce (299 792,458 km/s),
fenomeno verificato da numerosi esperimenti e che sembrerebbe lasciare la porta aperta
all'ipotesi dello spostamento nel futuro. Ma bisogna notare come tale viaggio nel futuro non
ha probabilmente nulla in comune con l'idea dei viaggi nel tempo usata nella fantascienza.
Il viaggio nel tempo nella narrativa e nell'immaginario collettivo viene utilizzato come
espediente in tutt'e due i modi in cui può avvenire: verso il futuro a velocità notevolmente
accresciuta, o indietro fino ad un'epoca precedente.
Il concetto di viaggio nel tempo è un'idea che affascina da tempi immemorabili l'umanità ed è
presente in svariati miti e tradizioni religiose, che sia mago Merlino a sperimentare delle
regressioni temporali, o Maometto in viaggio a Gerusalemme che ascende al Paradiso
ritornando prima che un bicchiere spezzato abbia versato il suo contenuto.
2
È da tener conto che, dato il naturale evolvere del presente verso l'immediato futuro, tutti gli
esseri viventi viaggiano comunque già di per sé attraverso il tempo, inesorabilmente dal
concepimento fino alla completa disgregazione dell'organismo (ovviamente morto )…
…
Generazione di dimensioni parallele[modifica]
Per approfondire, vedi la voce Dimensione parallela.
Per evitare la bizzarra "censura cosmica" si può utilizzare una teoria
quantistica nota come "teoria a molti mondi" che fu proposta nel 1956 da Hugh
Everett III.
Questa teoria ci dice che ci sono tante copie del nostro mondo quante sono le
possibili variazioni quantistiche delle particelle che lo compongono. Ne
risulterebbe dunque un numero altissimo di mondi (o dimensioni) paralleli.
Per chiarirci le idee pensiamo ad un elettrone che ruota intorno ad un protone nell'atomo di
idrogeno. Tale elettrone - secondo la meccanica quantistica - non ha un valore dell'energia
ben determinato, ma si può solo dire che quella energia sarà contenuta in un certo set di
valori con una certa distribuzione di probabilità: l'impredicibilità della natura a livello
quantistico è una caratteristica intrinseca.
Ebbene, secondo la teoria a molti mondi, per ogni livello di energia dell'elettrone esiste un
differente universo; lo stesso per tutte le altre particelle.
Quindi, nelle variazioni più evidenti, ci saranno mondi in cui il nonno si sposa con la nostra
nonna e mondi in cui questo fatto non avviene più.
Tornando al nostro ipotetico viaggio nel tempo, qualora facessimo perdere l'appuntamento al
nonno approderemmo in un mondo variante in cui "noi" non siamo mai nati, e quindi non si
genererà alcun paradosso temporale grossolano.
Ovviamente in questo caso ci si sposterà nelle dimensioni parallele e non nel tempo, e
comunque rimane da spiegare quale sia il principio (e quali le forze) di carattere generale che
ci permettano di scegliere l'universo "giusto"; in questo caso, però, sia il libero arbitrio che il
principio di causalità sono salvi, anche se le varianti possibili sarebbero potenzialmente
infinite….”
L’evidenza in rosso è nostra, poiché riguarda la teoria dei mondi paralleli, connessi ai viaggi
nel tempo.
Ora riportiamo qualche l’articolo citato dal Rif.1; con le ultime novità
sull’argomento:
Da Enrico Beccarini, sul suo sito http://enricobeccatini.com/?page_id=2
“Il fisico Seth Lloyd del MIT di Boston: “La macchina del tempo è più
vicina”
Written by Enrico Baccarini UFO Jul 26, 2010
3
MILANO — I viaggi nel tempo colpiscono di nuovo la mente degli scienziati che cercano,
soprattutto attraverso la nuova fisica, di trovare risposte; almeno teoriche si intende. A
intrigarli di più, per certi aspetti, sembrano essere i balzi del passato, forse sedotti da Mark
Twain che aveva voluto compiere un viaggio nel Medioevo con il suo Un americano alla corte
di re Artù. Per i ricercatori, in tal caso comunque, non si tratta di un vuoto, seppur
affascinante, esercizio di fantasia.
Seth Lloyd del Mit di Boston alla guida di un gruppo internazionale di studiosi che include
pure due italiani (Lorenzo Maccone e Vittorio Giovannetti), ha dimostrato con una sofisticata
ma corretta spiegazione come in effetti una viaggio a ritroso nel tempo sarebbe affrontabile.
Rispetto a molti altri tentativi teorici sin qui compiuti, Lloyd aggiunge maggior credibilità
perché fa ricorso a un «effetto» prima ignorato. Vediamo come. Egli parte dal teletrasporto,
ben noto ai più grazie a Star Trek dove le persone sono trasferite da un luogo all’altro
istantaneamente (in laboratorio, comunque, qualche fotone è già stato teletrasportato) e dalla
meccanica quantistica. Ma il trucco sta nel far intervenire l’«effetto di postselezione» che,
semplificando, è un modo diverso di giocare le carte a disposizione. Grazie ad esso solo le
particelle che sono state teletrasportate potrebbero essere riportate indietro nella condizione
originaria, facendo così compiere un viaggio a ritroso pure nel tempo.
Il ricorso allo strano «effetto» permette agli scienziati alcuni vantaggi come far entrare in
scena la gravità senza però incorrere nei problemi posti dai viaggi temporali ipotizzati finora
legati alla teoria della relatività. In tal caso si richiedeva una ben più ardua deformazione sia
dello spazio che del tempo. In secondo luogo aggira un paradosso molto famoso noto come il
«paradosso del nonno», in cui si immagina di tornare nel passato e di uccidere il nonno e ciò,
appunto, è paradossale perché impedirebbe la nascita dell’assassino.
Ma il nuovo tentativo teorico finalizzato ad immaginare una macchina del tempo nasconde, in
realtà, un valore aggiunto forse ancora più affascinante e che rappresenta la grande sfida che
da decenni, almeno dall’epoca di Einstein, tortura i fisici. È il sogno di unire insieme la
meccanica quantistica e le leggi della relatività per arrivare all’ambitissima «teoria del tutto»,
vale a dire ad un’unica, semplice, legge universale che unifica tutte le altre semplificando la
descrizione del mondo.
Oltre all’eccitante frontiera della conoscenza c’è inoltre un intento più concreto. L’effetto di
postselezione impiegato dal professor Lloyd è alla base delle ricerche sul computer quantistico
di cui si incominciano a intravedere all’orizzonte alcune possibilità e che quando si
materializzerà sconvolgerà di nuovo la nostra vita. Simile prospettiva informatica,
ovviamente, non era stata considerata nella Macchina del tempo che H.G. Wells scriveva nel
1885 per farci viaggiare nel futuro portandoci sino all’anno 802.701. Ma paradossalmente, se
l’«effetto post-selezione» del professor Lloyd funzionasse davvero aprirebbe entrambe le
porte, quelle del passato e del futuro. Ce n’è abbastanza, intanto, per far correre la fantasia.
Rispetto a molti altri tentativi teorici sin qui compiuti, Lloyd aggiunge maggior credibilità
perché fa ricorso a un «effetto» prima ignorato. Vediamo come. Egli parte dal teletrasporto,
ben noto ai più grazie a Star Trek dove le persone sono trasferite da un luogo all’altro
istantaneamente (in laboratorio, comunque, qualche fotone è già stato teletrasportato) e dalla
meccanica quantistica. Ma il trucco sta nel far intervenire l’«effetto di postselezione» che,
semplificando, è un modo diverso di giocare le carte a disposizione.
Grazie ad esso solo le particelle che sono state teletrasportate potrebbero essere riportate
indietro nella condizione originaria, facendo così compiere un viaggio a ritroso pure nel
tempo. Il ricorso allo strano «effetto» permette agli scienziati alcuni vantaggi come far entrare
in scena la gravità senza però incorrere nei problemi posti dai viaggi temporali ipotizzati
finora legati alla teoria della relatività. In tal caso si richiedeva una ben più ardua
deformazione sia dello spazio che del tempo.
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In secondo luogo aggira un paradosso molto famoso noto come il «paradosso del nonno», in
cui si immagina di tornare nel passato e di uccidere il nonno e ciò, appunto, è paradossale
perché impedirebbe la nascita dell’assassino.
Ma il nuovo tentativo teorico finalizzato ad immaginare una macchina del tempo nasconde, in
realtà, un valore aggiunto forse ancora più affascinante e che rappresenta la grande sfida che
da decenni, almeno dall’epoca di Einstein, tortura i fisici. È il sogno di unire insieme la
meccanica quantistica e le leggi della relatività per arrivare all’ambitissima «teoria del tutto»,
vale a dire ad un’unica, semplice, legge universale che unifica tutte le altre semplificando la
descrizione del mondo.
Oltre all’eccitante frontiera della conoscenza c’è inoltre un intento più concreto. L’effetto di
postselezione impiegato dal professor Lloyd è alla base delle ricerche sul computer quantistico
di cui si incominciano a intravedere all’orizzonte alcune possibilità e che quando si
materializzerà sconvolgerà di nuovo la nostra vita. Simile prospettiva informatica,
ovviamente, non era stata considerata nella Macchina del tempo che H.G. Wells scriveva nel
1885 per farci viaggiare nel futuro portandoci sino all’anno 802.701. Ma paradossalmente, se
l’«effetto post-selezione» del professor Lloyd funzionasse davvero aprirebbe entrambe le
porte, quelle del passato e del futuro. Ce n’è abbastanza, intanto, per far correre la fantasia.
Fonte - Il Corriere della Sera, art. di Giovanni Caprara, 25 luglio 2010
Altri recenti articoli che parlano di viaggi nel tempo sono stati
pubblicati dalla rivista LE SCIENZE di Settembre 2011, “Viaggiare
nel tempo” di Elena Castellani , nella rubrica”Scienza e filosofia”
Un altro articolo sul multiverso è stato annunciato per ottobre 2011: “
Il multiverso esiste davvero?” di Gorge F.R. Ellis, con la seguente
presentazione:
Sono molti gli scienziati convinti dell’esistenza del “multiverso”, l’insieme di milioni
di universi diversi dal nostro, ognuno con le proprie leggi fisiche, aldilà del nostro
orizzonte visivo: Tuttavia, nessuna osservazione astronomica sarà in grado di vedere
questi universi paralleli, e le argomentazioni a loro favore sono, nella migliore delle
ipotesi, indirette.
Sul multiverso però non c’è ancora molta unanimità tra i fisici teorici:
dall’intervista a Leonard Susskind “ L’enfant terribile della fisica, di Peter
Byrne, (LE SCIENZE, Settembre 2011), riportiamo parzialmente (pag.
59).
“Lo scopo iniziale della teoria delle stringhe era fornire una spiegazione
unificata della realtà. Ora descrive universi multipli. Che cosa è successo?
5
Gran parte della comunità scientifica dei fisici ha smesso di tentare di spiegare in
modo unico l’universo, come l’unico matematicamente possibile. Attualmente il
multiverso è l’unico modello in circolazione. Non ci stanno lavorando tutti, ma non
esistono argomenti netti e coerenti che lo contraddicano… Ma nessuno conosce le
regole che governano i multiversi. E’ una rappresentazione, e nessuno sa come usarla
in maniera predittiva. Il processo perpetuo di inflazione produce bolle su bolle, in
ogni quantità e di ogni tipo. Quindi la probabilità di un universo o di un altro è pari a
infinito diviso infinito. Preferiremmo ottenere una distribuzione di probabilità che
dica che l’uno è più probabile dell’altro, e poi fare una predizione: Quindi siamo
passati da una rappresentazione apparentemente molto solida al tentativo assurdo di
misurare un’infinità di probabilità. Se crollerà, sarà per questo.(si veda Il dibattito
sull’inflazione, di Paul J Steinhardt, in “ n. 513, giugno 2011, dal quale riportiamo
qualche brano)
“…Una mia teoria alternativa alla cosmologia inflazionarla. Nota come “teoria
ciclica”, ha proprio questa caratteristica. Secondo questo modello, il big bang non è
l’inizio dello spazio e del tempo,(si veda Prima del big bang di Gabriele Veneziano,
in “Le Scienze” n.429, maggio 2004) , ma piuttosto un “rimbalzo” dopo una fase
precedente di contrazione verso una nuova fase di espansione, accompagnato dalla
creazione di materia e di radiazione.. La teoria è ciclica: dopo 1000miliardi di anni,
l’espansione si capovolge in contrazione e in un nuovo rimbalzo verso una
successiva espansione. Un punto chiave è che l’appiattimento dell’universo avviene
prima del big bang, durante il periodo di contrazione. Le regioni ritardatarie ribelli
continuano a contrarsi, mentre le regioni che si comportano bene rimbalzano nel
tempo e si espandono, quindi le regioni ribelli rimangono piccole e si possono
trascurare… La teoria ciclica è relativamente nuova e potrebbe avere problemi, però
mostra che è possibile concepire soluzioni alternative senza il problema della corsa
incontrollata verso l’eterna inflazione. Il nostro lavoro suggerisce che il modello
ciclico evita anche gli altri problemi già descritti… Molti ricercatori verrebbero
quindi attratti da ipotesi alternative, come la teoria ciclica dell’universo, che
prevedono naturalmente che il segnale delle onde gravitazionali sia così ridotto da
risultare impercettibile. L’esito finale sarà un momento fondamentale per la ricerca
della spiegazione dell’universo attuale e futuro.”
Vedi anche la voce “Mondo – brana” da Wikipedia, soprattutto
i paragrafi finale de “ Il modello ciclico” e “Sperimentazione del
modello ciclico”; quest’ultimo conclude così:
“ In primo luogo, il modello ciclico si basa interamente sulla teoria-M e, più in generale, sulla
teoria delle superstringhe: se quest'ultima teoria viene invalidata dai dati sperimentali, il
modello ciclico e la stessa teoria dei mondi-brana risulterebbero false. In secondo luogo, un
esperimento più diretto per confermare il modello ciclico, ed invalidare l'inflazione, potrebbe
6
essere effettuato dalle sonde in grado di rivelare le onde gravitazionali: secondo il modello
inflazionarlo, infatti, le oscillazioni dell'inflatone hanno portato a distorsioni dello spaziotempo (delle onde gravitazionali) percepibili anche nell'Universo attuale, mentre nel modello
ciclico il Big Splat non origina onde gravitazionali. Una verifica del modello ciclico che ne
confermi la validità potrebbe rappresentare una prova sperimentale a favore della stessa
teoria delle superstringhe.”
(Questa teoria ciclica dell’universo ci sembra più verosimile, e sarebbe
anch’essa compatibile con il “teletrasporto quantistico temporale” oggetto
di questo lavoro.
Nemmeno noi ne siamo poi tanto convinti, alla fine, del cosiddetto
multiverso, fino a prova contraria; ma, ammesso che che tali universi
paralleli esistano veramente, essi non potrebbero essere molto diversi dal
nostro, poiché dovrebbero sottostare ai limiti importi dalle costanti fisiche
(tipo costante di struttura fine, con valore è
e la cui definizione di Wikipedia è la seguente:
“La costante di struttura fine è definita come:
dove:
•
è la carica elettrica dell'elettrone = -1,6 × 10-19 [C]
è la permittività elettrica del vuoto = 8,852 × 10-12 [C]2[m]-2[N]-1
h è la costante di Planck = 6,626075 × 10-34 [J][s]
•
•
•
c è la velocità della luce nel vuoto = 299 792 458 [m][s]-1
k è la costante di Coulomb [N] [m]2 [C]-2. “
•
•
(…La costante di struttura fine sta sempre più acquistando visibilità in cosmologia, in quanto
ha un ruolo importante nella teoria delle stringhe e del multiverso…)
7
basata sul numero “irrazionale” come π , ecc.) basate sui numeri (e sui
numeri primi in particolare, connessi alle teorie di stringhe) , poiché i
numeri sono al di sopra di qualsivoglia multiverso. Affinché tali mondi
paralleli siano stabili e duraturi, dovrebbero basarsi, come il nostro, anche
sui numeri di Fibonacci, i numeri e i gruppi simmetrici di Lie, le partizioni
di numeri (vedere i nostri ultimi lavori sulle stringhe e sulle loro
connessioni con la teoria dei numeri (Rif. 3, - sull’ultimo articolo di
settembre di prossima pubblicazione), e quindi essere molto simili al
nostro, almeno sotto l’aspetto fisico (dimensioni spazio - temporali,
materia energie, forze fondamentali, ecc.) . Se tra qualche milione o
miliardo di anni, qualche scienziato potrà in qualche modo osservarli o
visitarli , dirà se noi ora avremmo avuto ora ragione, e con largo anticipo.
Inoltre i tempi possibili sono tre (psicologico: percezione degli eventi
esterni; biologico (ritmo dei processi fisiologici, come nei ritmi
circadiani), e fisico (ritmo degli eventi fisici)
Il viaggio temporale oggetto di questo lavoro riguarda soltanto il tempo
fisico, rallentabile tramite velocità della luce o simili, oppure masse
immense, che rallentano il tempo: la noia rallenta il tempo psicologico, il
sonno ne impedisce la percezione; mentre l’ibernazione ferma il tempo
psicologico e rallenta il tempo biologico; conclusione: il viaggio temporale
in genere è possibile solo nel futuro; Tuttavia, la teoria quantistica qui
accennata sembra prevedere anche quello delle particelle verso il passato;
ma forse come unica eccezione alla regola generale , e cioè solo verso il
futuro, con “biglietto” di sola andata. Il che farebbe diminuire il fascino
dei viaggi umani nel tempo, poiché il non poter ritornare nel presente per
raccontare cosa si è visto nel futuro (o nel passato qualora fosse possibile,
ma sembra impossibile) non invoglierebbe molto ad un simile viaggio. Per
le particelle è diverso, e per loro si potrebbe parlare di teletrasporto
temporale basato, come quello spaziale, entrambi conseguenze (per il
momento soltanto teoriche ) dell’effetto quantistico noto come
entanglement.
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Conclusioni
Concludendo , diciamo che il viaggio quantistico temporale
potrebbe essere possibile in base a quanto sopra ( ma probabilmente non
anche gli universi paralleli del multiverso);
in seguito potrebbe seguire una fase sperimentale, come è già avvenuto
per il teletrasporto quantistico spaziale (singole particelle o stati quantici,
informazioni criptate, ecc.)
Riferimenti
1) “TELETRASPORTO :la via quantistica
Gruppo Eratostene, sul
sitowww.gruppoeratostene.com/articoli/TELETRASPORTO la via
quantistica.pdf e relativi riferimenti finali
2) Articolo ” il multiverso esiste davvero? Su LE SCIENZE DI
OTTOBRE
3)“( lavoro del Dott. Nardelli che sarà pubblicato a settembre ecc
4) Articolo”E’ tempo di viaggiare” di Gianluca Grossi sulla rivista
NEWTON OGGI di settembre 2011
5)Articolo “La reincarnazione del cosmo” di Luigi Bignami, sulla rivista
FOCUS di luglio 2011 ( a favore della teoria ciclica)
6) Articolo “In principio ci fu uno schizzo” di Ignazio Licata, su “Il Sole
– 24 ORE2 del 11.9.2011
dove si parla di tempo immaginario e tempo reale , e quindi interessante
per il teletrasporto quantistico temporale e gli eventuali futuri viaggi nel
tempo. Ma anche della teoria dell’Autore ( con L. Chiatti) dell’”Universo
Arcaico” basato su ipersfera a 5 dimensioni detta universo di De Sitter).
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7) Sito: www.fmboschetto.it/tde/lettura_5.htm , con un’ottima scheda
sulla freccia del tempo tratta dalla Lettura “La freccia del tempo (da
Stephen Hawking, Dal Big Bang ai buchi neri), con autorevoli definizioni
del tempo e degli argomenti connessi
(ordine, entropia, le tre frecce del tempo, ecc.)
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