Cos’è il tempo? Una domanda vecchia di millenni, cui filosofi, pensatori e scienziati hanno provato a dare una risposta, diventata sempre più sfuggente via via che comprendevamo meglio la natura della realtà fisica. Attualmente, i fisici si trovano di fronte al “problema del tempo”, derivante dall’incompatibilità tra relatività generale e meccanica quantistica: nella prima il tempo è relativo e parte dello spazio-tempo, nella seconda è trattato come universale e assoluto.
Una soluzione dal CNR: il tempo come illusione quantistica
Un gruppo di fisici italiani dell’Istituto di sistemi complessi (ISC) del CNR ha proposto una soluzione, rifacendosi a un’ipotesi secondo cui il tempo sarebbe un’illusione derivante dall’entanglement quantistico. Il modello, presentato su Physical Review A, riesce a ricavare, da principi della meccanica quantistica, una definizione del tempo in accordo con la relatività, riconciliando questa divergenza.
L’idea, proposta inizialmente dai fisici Don Page e William Wootters nel 1983, è che il tempo sia il risultato di un entanglement tra sistemi quantistici, uno dei quali viene considerato orologio. In parole semplici, quando vediamo un oggetto cambiare nel tempo, stiamo in realtà percependo l’entanglement tra questo oggetto e un orologio. Un osservatore “esterno” a questa coppia vedrebbe un universo completamente fermo: lo scorrere del tempo sarebbe solo un risultato della nostra osservazione, che “perturba” questo sistema quantistico.
Un modello generalizzato e compatibile con la relatività
I ricercatori del CNR hanno reso più generale il meccanismo di Page e Wooteers, rappresentando matematicamente l’orologio come un sistema di piccoli magneti entangled con un oscillatore quantistico. Hanno caratterizzato questo sistema con una versione modificata dell’equazione di Schrödinger, dove la variabile tempo è sostituita da una nuova variabile collegata allo stato quantistico dei magneti.
Ripetendo il calcolo “ingrandendo” molla e magneti fino a uscire dal regime quantistico, è stato possibile ricavare la variabile tempo nello stesso modo e con risultati coerenti con una trattazione classica e macroscopica del tempo.
L’entanglement come fenomeno primordiale
Secondo Paola Verrucchi, una degli autori, questo modello implica che “in principio tutto doveva essere entangled con tutto, ossia che l’entanglement è in qualche modo un fenomeno primordiale e intrinseco all’Universo. In quel principio, in quella singolarità, il tempo era davvero assoluto”.
Resta da capire se e come queste idee potranno essere verificate sperimentalmente. Nel frattempo, il tempo continua a scorrere… o forse no?