Sul tempo 1: natura del tempo

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Il tem­po è for­se la cosa più sfug­gen­te che esi­sta; cre­dia­mo di misu­rar­lo, ma in real­tà non fac­cia­mo che con­ta­re: i movi­men­ti del bilan­cie­re di un oro­lo­gio, le vibra­zio­ni di un quar­zo, le rivo­lu­zio­ni intor­no al sole…

Il tem­po è qual­co­sa che sfug­ge a ogni ten­ta­ti­vo di misu­ra diret­ta in quan­to pri­vo di una sua rea­le sostan­za intrin­se­ca. In più varia, in modo essen­zia­le, dipen­den­te­men­te da altre for­ze. La gra­vi­tà, ad esem­pio, è una di que­ste per­chè pie­gan­do lo spa­zio, pro­vo­ca una varia­zio­ne tem­po­ra­le del­la zona in cui essa agi­sce. E’ così che nel­le vici­nan­ze di un buco nero o di un qual­sia­si ogget­to mate­ria­le ad alta den­si­tà, il tem­po varia in modo sen­si­bi­lis­si­mo rispet­to a zone del­l’u­ni­ver­so in cui quel­la gra­vi­tà non agi­sce, come spie­ga­to benis­si­mo nel film Inter­stel­lar, dove un’o­ra pas­sa­ta su un pia­ne­ta nel cam­po gra­vi­ta­zio­na­le del buco nero poco distan­te cor­ri­spon­de a deci­ne di anni per l’a­stro­nau­ta rima­sto in orbita.

Il tem­po e lo spa­zio sono pro­fon­da­men­te lega­ti: sen­za spa­zio non esi­ste­reb­be il tem­po e vice­ver­sa. Imma­gi­na­te di anda­re dal pun­to A al pun­to B. Il tem­po è deter­mi­na­to dal­la distan­za tra i due pun­ti e dal­la velo­ci­tà con cui vi muo­ve­te tra essi. Se la distan­za fos­se nul­la (ovve­ro se non esi­stes­se lo spa­zio) il tem­po per anda­re da A a B sareb­be pari a 0. Se la velo­ci­tà con cui vi muo­ve­te fos­se nul­la, il tem­po diven­te­reb­be infinito.

In altre paro­le, il tem­po è una misu­ra del movi­men­to. Sen­za movi­men­to non esi­ste il tem­po. E infat­ti in que­sto uni­ver­so non c’è nul­la di immo­bi­le: tut­to si muo­ve in qual­che modo. Ogni ato­mo si muo­ve, e così i suoi com­po­nen­ti fino anche a dimen­sio­ni quantistiche.

Quel­lo che cam­bia è la per­ce­zio­ne di que­sta misu­ra, che varia con (indo­vi­na un po’? ) tre fat­to­ri: la dimen­sio­ne del­l’os­ser­va­to­re (ovve­ro lo spa­zio che occu­pa), con la fre­quen­za vibra­to­ria ovve­ro con la velo­ci­tà con cui rie­sce a coglie­re del­le impres­sio­ni, e con la velo­ci­tà con cui ciò che deve esse­re osser­va­to cam­bia (ovve­ro emet­te del­le impressioni).

A dimen­sio­ni quan­ti­sti­che, cioè infe­rio­ri alla distan­za tra par­ti­cel­le suba­to­mi­che, il tem­po addi­rit­tu­ra ces­sa di esi­ste­re. Non è più pos­si­bi­le osser­var­lo (se non ci cre­de­te vi sug­ge­ri­sco que­sto otti­mo fil­ma­to in cui il Fisi­co Car­lo Rovel­li mostra un’e­qua­zio­ne pro­prio sul­l’ar­go­men­to: https://youtu.be/bWTFwYbscnk)

A dimen­sio­ni enor­mi, qua­li ad esem­pio quel­le di una stel­la, avvie­ne più o meno lo stes­so : il tem­po si fer­ma in quan­ti­tà pro­por­zio­na­le all’at­tra­zio­ne di gra­vi­tà a cui si è sot­to­po­sti, il che signi­fi­ca che, oltre cer­ti limi­ti (come nel caso dei buchi neri) a tut­ti gli effet­ti, si ferma.

Ma in entram­bi i casi, il tem­po che si fer­ma o ces­sa di esi­ste­re, ces­sa per l’os­ser­va­to­re ester­no. Se diven­tas­si­mo così pic­co­li o così gran­di da esse­re appun­to para­go­na­bi­li ad un Quark o ad una super­gi­gan­te blu come Rigel, la nostra per­ce­zio­ne del tem­po non cam­bie­reb­be: sareb­be il resto del­l’u­ni­ver­so a muo­ver­si a velo­ci­tà qua­si infi­ni­ta, visto da noi.

Capi­te la rela­ti­vi­tà del­l’os­ser­va­zio­ne? Il tem­po a dimen­sio­ni quan­ti­sti­che, visto da un esse­re uma­no, è fer­mo. Ma se quel­l’es­se­re uma­no potes­se osser­va­re il resto del­l’u­ni­ver­so stan­do­se­ne sedu­to su un Quark, potreb­be ber­si una bir­ra intan­to che pas­sa­no miliar­di di anni per colo­ro che stan­no “fuo­ri”.

Il tem­po non ha un valo­re asso­lu­to e quel­lo che ha varia a secon­da del nume­ro di dimen­sio­ni da cui lo si osser­va. Se noi fos­si­mo degli esse­ri pen­ta­di­men­sio­na­li anzi che tri­di­men­sio­na­li, allo­ra per noi il tem­po dav­ve­ro non esi­ste­reb­be, in quan­to non esi­ste oltre la quar­ta (o meglio… esi­ste ma con una natu­ra che per noi è asso­lu­ta­men­te impos­si­bi­le com­pren­de­re, dato che sia­mo esse­ri tridimensionali).

Ma la cosa inte­res­san­te è che, sen­za tem­po, non esi­ste nep­pu­re lo spa­zio (quel­lo tri­di­men­sio­na­le). Un soli­do a tre dimen­sio­ni, visto da uno spa­zio qua­dri­di­men­sio­na­le è visi­bi­le con­tem­po­ra­nea­men­te da tut­te le ango­la­zio­ni. Infat­ti l’os­ser­va­to­re che vive sen­za tem­po non ha un inter­val­lo tra un pun­to di vista ed un altro. Il nostro ipo­te­ti­co esse­re qua­dri­di­men­sio­na­le si tro­ve­reb­be con­tem­po­ra­nea­men­te in ogni pun­to di osser­va­zio­ne pos­si­bi­le e dun­que vedreb­be il soli­do in un modo incre­di­bil­men­te diver­so da noi.

Lo spa­zio e il tem­po sono lega­ti in modo indis­so­lu­bi­le. E infat­ti il tem­po è lo spa­zio… in cui vivia­mo. Dal­la nasci­ta alla mor­te è il nostro spa­zio di vita, il tem­po all’in­ter­no del qua­le pos­sia­mo “fare”.

Pros­si­ma pun­ta­ta: Tem­po e azione

Ci si vede in giro!