Internazionale - 28.02.2020

Scienza

A

casa mia, la colazione è
una faccenda di causa
ed effetto. L’acqua si
scalda perché ho acceso
il bollitore. Il toast pren-
de quel bel colore dorato
perché l’ho messo nel tostapane. Il burro
è in tavola perché l’ho tolto dal frigorife-
ro. Per quante stranezze ci siano nell’uni-
verso, queste sono semplici verità che
possiamo dare per scontate. Il passato è
passato. Il presente precede il futuro. Le
cause vengono prima degli effetti. Tran-
ne quando non è così.
I fisici si stanno rendendo conto che
forse la causalità non è così lineare come
credevamo. Invece di venire dopo, a volte
gli effetti possono provocare le cause. E,
cosa ancora più sconcertante, entrambe
le cose possono essere vere allo stesso
tempo. In questa versione degli eventi,
apriremmo il frigorifero perché il burro è
già in tavola, e il nostro toast sarebbe per-
fettamente dorato sia prima sia dopo
averlo messo nel tostapane. Non sarem-
mo solo noi che prepariamo la colazione,
ma anche la colazione che prepara noi.
Giocare con il rapporto causa-effetto
a colazione rischia di confonderci le mat-
tinate. Ma soprattutto potrebbe anche
scuotere la fisica dalle fondamenta. Non
avere più un ordine preciso degli eventi
va contro l’immagine dell’universo di-
pinta dalla relatività generale, e suggeri-
sce addirittura una realtà che va oltre la
meccanica quantistica, il modello mi-

gliore che abbiamo del mondo subatomi-

co. Permettere alla causalità di funziona-

re in entrambe le direzioni potrebbe con-

sentirci di combinare queste due teorie in

un’unica gravità quantistica, un obiettivo

che ci sfugge da più di un secolo. La fine

della causalità come la conosciamo oggi

potrebbe essere qualcosa da festeggiare.

O viceversa.

Finora ci siamo quasi sempre mossi

goffamente in un’unica direzione: in

avanti. “La freccia del tempo ha un forte

impatto sulla nostra vita”, dice il fisico Ju-

lian Barbour. Secondo il pensiero domi-

nante questo è dovuto alla seconda legge

della termodinamica, in base alla quale

l’universo diventa sempre più disordina-

to con il passare del tempo, stabilendo la

direzione di tutto quello che succede. La

seconda legge spiega perché non possia-

mo ricostruire un uovo dopo averlo fritto,

e anche perché non possiamo invertire il

big bang: da dove siamo adesso è impos-

sibile tornare all’universo molto ordinato

dell’inizio. La freccia del tempo ormai è

stata scoccata e sembra che non ci sia

modo di fermarla.

Questo non significa che il suo percor-

so sia sempre liscio. Nei primi anni del

novecento, le teorie della relatività di Al-

bert Einstein aggiunsero una complica-

zione alla nostra rappresentazione del

tempo. Si scoprì che il tempo scorre più

lentamente per un osservatore che viag-

gia a una velocità più alta, e per chi si tro-

va vicino a un enorme campo gravitazio-

nale. Per esempio, se uno di due gemelli

passasse cinque anni – secondo il suo

orologio – su una nave spaziale che viag-

gia a una velocità prossima a quella della

luce, al ritorno sulla Terra sarebbe invec-

chiato molto meno del fratello. Eventi

che appaiono contemporanei a un osser-

vatore possono avvenire in sequenza se-

condo un altro. Ma c’è un’importante

condizione: anche se due eventi sembra-

no avvenire simultaneamente, tra loro ci

può essere un rapporto di causa ed effetto

solo se c’è il tempo perché uno influenzi

l’altro. Dato che le informazioni non pos-

sono viaggiare a una velocità superiore a

quella della luce, questo costituisce un

forte limite a quali eventi possono cau-

sarne altri. Per esempio, poiché la luce

del Sole impiega otto minuti a raggiunge-

re la Terra, un’esplosione del Sole impie-

gherebbe otto minuti per produrre conse-

guenze sul nostro pianeta.

Sembrava che il tempo non potesse

diventare più complicato di così. Ma

qualche anno dopo si è messa di mezzo la

meccanica quantistica. Tra le sue ipotesi

più bizzarre c’è quella della sovrapposi-

zione quantistica: l’idea che un oggetto

può essere in due stati diversi allo stesso

tempo.

Di solito con questo s’intende che pos-

siamo dire che un evento si è verificato e

non verificato o che, fino a quando non

viene osservato, un gatto – per citare l’e-

sempio più famoso – può essere al tempo

stesso vivo e morto. Ma per quanto siano

bizzarre queste idee, alcune cose erano

ritenute impossibili. L’ordine in cui av-

vengono gli eventi, per esempio, era con-

Per definizione la causa

precede sempre l’effetto. Ma

ora la fisica quantistica

potrebbe demolire anche

questa certezza

Non avere più un

ordine preciso degli

eventi va contro

l’immagine

dell’universo dipinta

dalla relatività

generale

Al di là dell’uovo

e della gallina

Kelly Oakes, New Scientist, Regno Unito. Immagine di Eiko Ojala