La scienza dei viaggi nel tempo… e Shintiara

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La possibilità dei viaggi nel tempo ha sempre affascinato l’uomo: tutti noi, almeno una volta nella vita, avremmo voluto tornare indietro e modificare il passato per vivere in un presente più aderente ai nostri progetti.
Tra poco, potrete godervi questa possibilità grazie all’ambientazione “Shintiara: Crusade of time” per la quinta edizione di Dungeons & Dragons, prodotto italianissimo da un’idea di Giovanni Maurizio Ali Pola, Marco Riccardi, Raoul Farinon e Simone Denti, con il supporto di Game Design di Daniele Fusetto (di cui abbiamo già parlato in questo articolo sul progetto Storymancer).

Ma come funzionano i viaggi nel tempo? Cosa ci dice la fisica? Andiamo a vederlo assieme…

La freccia del tempo

Rispetto alle altre coordinate spaziotemporali, il tempo ha un’originalità tutta sua.
Tanto per cominciare, esso naturalmente scorre solo in una direzione, dal passato al futuro, e mentre è possibile spostarsi liberamente attraverso le altre dimensioni, il tempo si limita a fluire liberamente.
Gli scienziati si domandano da sempre il perché e, ovviamente, non hanno raggiunto la risposta. 

Where Does Our Arrow Of Time Come From?

Tuttavia sono state raggiunte alcune intuizioni interessanti, la prima delle quali ha a che vedere con la reversibilità dei processi.
Se infatti io infatti potessi osservare, attraverso uno schermo, in una stanza vuota, una palla che rotola da destra a sinistra non potrei mai dire se non sia invece il filmato, mandato all’indietro, di una palla che rotola da sinistra verso destra.
Questo perché la stragrande maggioranza dei fenomeni fisici sono temporalmente simmetrici: io posso mettere un “meno” davanti alle equazioni del moto di un corpo e tutto torna.

O quasi.

Uno dei primi concetti ad aprire un problema è l’Entropia, della quale abbiamo già parlato in questo precedente articolo: siccome i fenomeni spontanei sono quelli che aumentano l’entropia (o la lasciano al più invariata), come lo scioglimento di un cubetto di ghiaccio, non è possibile vedere in natura il fenomeno “al contrario” (l’acqua che torna indietro, ricostruendo il cubo).
Questo infatti violerebbe il secondo principio della termodinamica, e l’esistenza dello stesso prevede dimostra che anche l’Entropia ha una direzione privilegiata, quella “dal passato al futuro” in comune con il tempo.

Altro problema proviene dalla fisica quantistica.
Questa branca della fisica ha, tra i suoi fenomeni più peculiari, il collasso della funzione d’onda: quell’evento nel quale un sistema, le cui caratteristiche siano indeterminate (o meglio, in una “sovrapposizione di stati”), va ad assumere uno dei possibili stati nel momento in cui viene osservato (interagisce cioè con l’ambiente) e mantiene questo stato anche dopo osservazioni successive.
L’esempio più famoso di questo fenomeno è il noto “gatto di Schroedinger”, portato alla ribalta, tra i vari, dalla nota serie TV “Big Bang Theory”, nel quale si spiega perfettamente che, se un gatto contenuto in una scatola fosse un sistema quantistico, sarebbe impossibile dire a priori se esso sia vivo o morto: sarebbe infatti i una sovrapposizione di stati “vivo-morto” e solo l’apertura della scatola lo determinerebbe definitivamente.

Schrödinger's Cat: Dead or Alive? Or both? Or Neither ...

Inutile dire che un simile fenomeno non è sia simmetrico nel tempo come le equazioni di moto e che dunque violi il possibile ribaltamento della freccia temporale.

Tuttavia è proprio dalla fisica quantistica che possono arrivare delle soluzioni per i viaggi nel tempo…

I Tachioni

Photographer recreates Back to The Future Delorean with a model car. In  Camera - DIY Photography

I Tachioni sono particelle teorizzate all’interno di modelli fisici che ne contengono molte altre, alcune delle quali scoperte anche di recente (come il bosone di Higgs).
Il Tachione però ha una particolarità tutta sua: la sua massa è “immaginaria”.

Un numero immaginario non è un numero che non esiste, anzi: si tratta di strumenti immaginari in uso anche nella comune elettronica.
Un numero immaginario ha una specifica particolarità: se elevato al quadrato, invece che dare un numero sempre positivo (come accade invece con la sua controparte, il numero “reale”), da un valore negativo.

Sono grandezze numeriche usate talvolta in fisica, ad esempio per descrivere le coordinate temporali nello spazio-tempo di Minkowski, uno spazio a quattro dimensioni (tre fisiche e una temporale) usato per descrivere la posizione degli oggetti in relatività.
Proprio a causa della sua massa immaginaria, uno dei possibili comportamenti del tachione è la sua capacità di viaggiare a velocità superluminali, cioè maggiori di quella della luce.

Questo gli permetterebbe, secondo alcune interpretazioni, di viaggiare nel tempo, ed è proprio per questo che sia Shintiara che altri media di fantascienza hanno deciso di usarla come strumento al quale “ancorarsi” per i propri viaggi temporali.
Ma come funziona un viaggio nel tempo?

Loop temporali 

Harry saving himself and serious from Dementors with his Patronus | Harry  potter patronus, Harry potter spells, Harry potter characters

I racconti (e altri media) di fantascienza hanno presentato, nel corso dei decenni (o perfino dei secoli), una grande quantità di modalità dei viaggi nel tempo, ma solo due hanno superato il test della coerenza logica (e, in parte, fisica) e raggiunto il diritto di essere citate qui: i loop temporali e le linee temporali multiple.

Partiamo dalla prima: un loop temporale è una condizione nella quale uno o più personaggi viaggiano indietro nel tempo e gli eventi compresi tra i due punti del salto si svolgono SEMPRE nella stessa maniera, spesso dipesa dal salto stesso.
Un esempio lampante è in Harry Potter e il prigioniero di Azkaban, dove Harry e Sirius vengono salvati dai Dissennatori grazie al Patronus: tornando poi indietro nel tempo, è lo stesso Harry ad evocarlo per salvare se stesso.

Insomma, qualunque momento si va ad osservare tra la partenza del salto e il suo arrivo (che è più indietro nel tempo), gli eventi si svolgono ogni volta nella stessa maniera, perché tanto il “primo passaggio” quanto il secondo sono contemporanei, interagiscono tra loro ed esistono proprio grazie all’altro.

Dal punto di vista fisico, questa opzione è estremamente elegante: infatti tutti questi eventi sono perfettamente posati su una sola linea temporale ed è possibile muoversi avanti e indietro nella sua ispezione mantenendo tutto perfettamente coerente.

Tuttavia, apre un problema enorme: quello del libero arbitrio.
Il viaggiatore nel tempo infatti, tornando indietro, sarà impossibilitato ad alterare gli eventi che gli hanno permesso di tornare sul suo passato, anzi, potrebbe perfino essere costretto egli stesso a generarli, pur contro la sua stessa volontà.

Le linee temporali alternative

La fisica quantistica, però, ci viene ancora una volta in aiuto fornendoci un’interessante teoria alternativa..

Riprendiamo il collasso di una funzione d’onda con un’altro esempio: se voi sapete che in un sacchetto c’è una pallina e che essa può essere o bianca o nera, col 50% delle possibilità, una volta che la tirate fuori dal sacchetto e vedete il suo colore siete piuttosto sicuri che essa fosse di quel colore anche prima. L’indecisione precedente, cioè, derivava dalla vostra mancanza di conoscenza del sistema.

Ma se la pallina fosse uno stato quantistico, sarebbe l’atto di tirarla fuori a determinare il suo colore: essa infatti, precedentemente, non avrebbe un colore definito, e sarebbe la vostra azione a “costringerla” ad acquisirne uno. Tant’è che, rimettendola nel sacchetto per sufficiente tempo, potrebbe… cambiare colore, la prossima volta!

Se ora torniamo al gatto, capiamo che a questo punto il fatto che esso sia vivo o morto non dipende dalla nostra conoscenza della sua condizione, ma solo dalla probabilità quantistica. Esso è cioè “in una sovrapposizione di stati”, vivo e morto al 50%. Questa lettura della realtà quantistica è detta “interpretazione di Copenhagen” ed è la più diffusa.

Tuttavia ci sono altre interpretazioni, fra cui la famosa “interpretazione a molti mondi” di Hugh Everett III, morto negli anni 80 (almeno in questo universo), che propone che le due opzioni (gatto vivo e gatto morto) non siano “mescolate” tra loro, ma si stiano semplicemente manifestando in maniera differente in due realtà parallele separate.

Quando noi apriamo la scatola e vediamo il gatto vivo, da qualche parte, in un’altra realtà, il nostro alter-ego trova il felino morto. Questo è vero virtualmente per ogni evento quantistico, cosa che genera un’infinità di universi paralleli differenti anche solo per una proprietà di una minuscola particella.

Queste differenti “linee temporali” potrebbero ovviamente nascere anche per altri motivi… come un viaggiatore che tornasse indietro nel tempo! In quel momento stesso, il tempo si dividerebbe in due: una linea temporale “normale”, dal quale il viaggiatore è sparito quando ha compiuto il salto, e una linea nuova che parte con l’arrivo del viaggiatore.

Questa scelta, presa ad esempio dalla saga di The Legend of Zelda o dall’universo cinematografico Marvel, è stata abbracciata anche dagli amici di Shintiara, che hanno prodotto un sistema personalissimo di viaggi nel tempo basato su un grande protagonista di questi fenomeni: un buco nero!

Wormhole temporali

Nel mondo di Shintiara, una delle due stelle al centro del sistema planetario si è spenta, trasformandosi in una sorta di buco nero: da quel momento lo spazio-tempo è stato alterato violentemente, andando a creare delle zone, i veli, nei quali il tessuto stesso della realtà si fa più sottile e, con l’aiuto di poteri adeguati, è possibile viaggiare nel tempo.


Ma in che modo i buchi neri hanno a che fare con il tempo?

Per prima cosa, come visto ad esempio in Interstellar, un buco nero è in grado di alterare fortemente lo scorrere del tempo mano mano che ci si avvicina ad esso: per chi è nelle sue prossimità, il tempo sembra scorrere normalmente, ma allontanandosi da esso potrebbero essere passati giorni o anni invece che poche ore. 

Ma non c’è solo questo: come ho già spiegato in questo articolo, due buchi neri, riempiti di una particolare sostanza chiamata “materia esotica”, potrebbero essere stabilizzati e connessi fra loro permettendo di passare da uno all’altro, creando un cosiddetto Ponte di Rosen-Einstein.

Ma questo cosa ha a che fare con il tempo?
Nel suo “The River of Time”, il fisico Igor Novikov ipotizza di sfruttare queste caratteristiche proprio per costruire una macchina del tempo: producendo un ponte di Rosen-Einstein e poi sottoponendo una delle due entrate a un forte campo gravitazionale, sarebbe possibile “sfasare” temporalmente i due portali e fare in modo che, viaggiando da un lato all’altro, si raggiungessero non solo luoghi ma tempi differenti.

Inutile dire che un simile processo, oltre a richiedere una capacità tecnologiche e risorse ben al di là di ogni immaginazione, avrebbe il grave difetto di impedire ogni salto temporale a prima della creazione dei portali stessi.

Il tempo a Shintiara

L’ambientazione di Shintiara si propone di portare un sistema di viaggi nel tempo coerente e interessante all’interno di un gioco tradizionalmente fantasy come la quinta edizione di Dungeons & Dragons.
L’effetto del cosiddetto “Grane Buio”, il disastro astronomico avvenuto in questo universo, ha generato una serie di alterazioni spaziotemporali che permettono ai personaggi, membri della Crociata del Tempo, di viaggiare avanti o indietro, ma solo di determinate quantità.

Infatti, per motivi ignoti, i salti si possono fare solo a balzi di 20 anni o suoi multipli: questa grandezza, chiamata “quanto”, riprende in maniera piuttosto fedele il concetto di “quanto” fisico, ovvero uno specifico “ammontare elementare” di energia (talvolta anche di altro) che determinati enti fisici si scambiano soltanto in quantità intere.

Una volta che i nostri eroi avranno fatto il loro salto indietro nel tempo, le loro scelte potrebbero attivare determinati Alteratori, eventi che alterano la linea temporale in modo prevedibile (Alteratori specifici) o casuale (Alteratori generici). Questo catapulterà i personaggi, al loro rientro, in una differente linea temporale, originatasi alla luce delle loro azioni.

Il mondo di Shintiara presenta otto epoche, ciascuna delle quali definita da un suo contesto tecnologico: al termine dell’ottava è sempre presente una inevitabile Apocalisse contro la quale si oppongono la fazione del Cosmo e la Crociata del Tempo.
Le alterazioni temporali, tuttavia, minacciano anche le altre epoche, avvicinando inesorabilmente l’Apocalisse: riusciranno i nostri eroi a modificare la linea temporale e rimandare l’inevitabile?
Lo scopriremo dal 15 gennaio sul Kickstarter di Shintiara.

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