E se lo spazio e il tempo cambiassero posto? » ABC della scienza

Spazio e tempo sono intrecciati, ma possiedono caratteristiche molto diverse. Se le loro caratteristiche cambiassero, l’universo apparirebbe molto diverso.

Quando Einstein concepì la Teoria della Relatività Generale, il mondo non era particolarmente amichevole nei confronti dei tedeschi o della scienza tedesca. Il merito di questa sfiducia va esclusivamente alla Seconda Guerra Mondiale.

Ma alla fine, quando il lavoro di Einstein arrivò nel mondo della scienza, la gente trovò difficile capirlo. Forse perché è davvero difficile da capire, ma anche per ciò che implicava...

È vero che la Teoria della Relatività Generale concepiva l'universo in un modo migliore. Tuttavia, ha anche fatto capire alle persone che nulla è come sembra nel cielo notturno. Infatti, quando Chandrashekhar lo usò per dimostrare l'esistenza della singolarità, lo stesso Einstein non gli credette!

Di tutto ciò che ci ha dato, uno dei concetti più interessanti e importanti della teoria generale della relatività è stato quello dello spazio-tempo.

Prima nessuno aveva nemmeno immaginato che spazio e tempo fossero inseparabili, né considerato profondamente la loro natura intrigante. È stato sbalorditivo capire che non solo sono congiunti, ma anche incoerenti in tutto l'universo.

Da allora, abbiamo fatto molta strada in questo campo attraverso lo studio della singolarità, delle onde gravitazionali e molto altro ancora. Tuttavia, ci sono ancora molte domande a cui rispondere sullo spazio-tempo, come l’espansione dell’universo, il Big Bang e altro ancora. Detto questo, vi siete mai chiesti cosa accadrebbe se lo spazio e il tempo si scambiassero di posizione? Inciderebbe sulla struttura stessa dell’universo? Ed è anche possibile?

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La teoria della relatività generale di Einstein implicava che lo spazio-tempo fosse composto da quattro dimensioni inseparabili. È un impasto malleabile per mano della gravità.

Ad esempio, immagina una stella massiccia la cui gravità sarà altrettanto massiccia. Si è visto che la luce viaggia in modo curvo attorno alla stella a seconda della sua gravità. Tutto questo grazie allo stesso spazio-tempo curvo, perché come tutti sappiamo, la luce non può piegarsi. Questo è un esempio di come la gravità modella lo spazio-tempo!

Ora, anche se lo spazio e il tempo fanno parte della stessa struttura in cui vive questo universo, non potrebbero essere più diversi. Pensa ad esempio a una coppia di gemelli. Questi gemelli sono sempre uniti per i fianchi, così in sintonia da completare i pensieri dell'altro, ma completamente diversi in termini di personalità.

Spazio e tempo possono essere immaginati come gemelli: inseparabili, ciò che influenza l’uno influenza l’altro, ma ha implicazioni completamente diverse sull’universo.

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Immaginiamoci come astronauti su un'astronave. Con lo spazio, è molto semplice. Sì, si piegherà attorno agli oggetti pesanti, proprio come il tempo, ma è tridimensionale e permette alla nostra astronave di viaggiare in qualsiasi direzione. Quindi possiamo andare in qualsiasi direzione vogliamo.

Ma con il tempo diventa molto più complicato. Questa quarta dimensione è malleabile come lo spazio soggetto a gravità, ma altrettanto rigida. Permetterà all'astronave di viaggiare solo in una direzione: in avanti. Pertanto, l’unica opzione è andare avanti nel tempo, mai indietro. Quindi, mentre ci muoviamo in qualunque direzione vogliamo nello spazio, nel tempo stiamo solo andando avanti.

Ma cosa succede se le personalità di questi gemelli vengono scambiate? E potrebbe anche succedere? E se può, come?

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Immaginiamo di essere in questo spazio-tempo con le personalità scambiate. In precedenza il tempo era molto rigido e consentiva solo il movimento in avanti, ma ora si comporta come lo spazio e consente il movimento in avanti e all'indietro.

Ciò significa che puoi viaggiare indietro nel tempo! Evviva!

Ma non rallegriamoci ancora così tanto, perché quello che vediamo dall'astronave non è lo spazio. È piuttosto come guardare un collage astratto di tanti tempi diversi. Alcuni (o meglio la maggior parte) di questi non avranno nemmeno senso! E lo spazio... è diventato rigido. Permetterà solo il movimento in una direzione particolare, quindi ora la nostra astronave è condannata.