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.
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.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.
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?