Secondo un nuovo studio rivoluzionario, il tempo potrebbe non essere un elemento fondamentale dell’universo come lo concepiamo, ma piuttosto un’illusione emergente dall’entanglement quantistico, un fenomeno che collega due o più particelle in modo tale che lo stato di una influenza istantaneamente lo stato delle altre, indipendentemente dalla distanza che le separa.
Il tempo: un enigma per la fisica
La natura del tempo rappresenta da sempre un enigma per la fisica. Le teorie attualmente a disposizione, come la meccanica quantistica e la relatività generale, forniscono descrizioni tra loro incompatibili, ostacolando la ricerca di una “teoria del tutto” in grado di spiegare tutti i fenomeni dell’universo.
Un nuovo studio, pubblicato sulla rivista Physical Review A, ha proposto una teoria rivoluzionaria: il tempo potrebbe non essere un elemento fondamentale dell’universo, ma piuttosto un’illusione emergente dall’entanglement quantistico.
Nella meccanica quantistica, considerata la nostra migliore teoria del mondo microscopico, il tempo è un fenomeno fisso, un flusso inesorabile e unidirezionale dal passato al presente. Esiste indipendentemente dai sistemi quantistici che misura e può essere osservato solo attraverso i cambiamenti di entità esterne, come le lancette di un orologio.
La teoria della relatività generale di Einstein, che descrive oggetti più grandi come stelle e galassie, tuttavia, intreccia il tempo con lo spazio, permettendo la sua deformazione e dilatazione in presenza di gravità o alte velocità . Questo contrasto tra le due teorie crea un ostacolo significativo nella comprensione dello stesso a livello universale.
Per risolvere questo enigma, i ricercatori si sono basati sul meccanismo di Page e Wootters, una teoria proposta nel 1983 che suggerisce l’emergere del tempo per un oggetto attraverso il suo entanglement quantistico con un altro oggetto che funge da orologio. In assenza di entanglement, il tempo non esisterebbe e il sistema percepirebbe l’universo come congelato e immutabile.
Applicando questo meccanismo a due stati quantistici teorici aggrovigliati ma non interagenti, un oscillatore armonico vibrante e un insieme di minuscoli magneti che agiscono come orologio, i fisici hanno scoperto che il loro sistema poteva essere descritto perfettamente dall’equazione di Schrödinger, che governa il comportamento degli oggetti quantistici. Tuttavia, al posto del tempo, la loro versione della famosa equazione funzionava in base agli stati dei minuscoli magneti che fungevano da orologio.
Dalla fisica quantistica alla fisica classica: il tempo come proprietà emergente
Nonostante non sia un’idea nuova, il passo successivo del team è stato rivoluzionario. Hanno ripetuto i calcoli ipotizzando che sia l’orologio magnetico che l’oscillatore armonico fossero oggetti macroscopici (di dimensioni più grandi). Le loro equazioni si sono semplificate in quelle della fisica classica, suggerendo che il flusso del tempo deriva dall’entanglement anche per oggetti su larga scala.
Alessandro Coppo, primo autore dello studio ha dichiarato: “Siamo fermamente convinti che la direzione corretta e logica sia quella di partire dalla fisica quantistica e capire come arrivare alla fisica classica, non il contrario”.
Altri fisici hanno espresso cautela, pur apprezzando l’idea affascinante del meccanismo di Page e Wootters per le origini quantistiche del tempo. Richiedono ulteriori prove e predizioni verificabili sperimentalmente.
Vlatko Vedral, professore di scienza dell’informazione quantistica all’Università di Oxford, ha commentato: “Sì, è matematicamente coerente pensare al tempo universale come all’intreccio tra campi e stati quantistici dello spazio 3D. Tuttavia, è ancora da vedere se da questa immagine emergeranno nuove conoscenze o applicazioni concrete, come modifiche alla fisica quantistica e alla relatività generale, e i corrispondenti test sperimentali”.
Un nuovo punto di partenza per la comprensione del tempo
Nonostante le perplessità , costruire teorie del tempo a partire dalla meccanica quantistica potrebbe rivelarsi un punto di partenza promettente, a patto che possano essere tradotte in esperimenti concreti.
Adam Frank, fisico teorico dell’Università di Rochester, ha affermato: “Forse l’entanglement gioca un ruolo fondamentale. L’unico modo per comprendere il tempo potrebbe non essere da una prospettiva divina, ma dall’interno, indagando cosa nella realtà dà vita a questo aspetto del mondo”.
La ricerca sul tempo come illusione quantistica derivante dall’entanglement è ancora agli inizi, ma apre nuove e affascinanti prospettive.
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