Il concetto di viaggio nel tempo è stato a lungo un punto fermo della fantascienza, ma nel regno della fisica teorica è più di un semplice espediente narrativo. Ricerche recenti suggeriscono che se potessimo inviare messaggi nel passato, potrebbero effettivamente essere più affidabili dei messaggi inviati nel futuro, anche quando la connessione è scarsa.
La fisica dei cicli temporali
Secondo la relatività generale di Einstein, il tessuto della realtà – lo spazio-tempo – può essere piegato e deformato. Una soluzione teorica a queste equazioni è la Curva di tipo temporale chiusa (CTC). Un CTC è essenzialmente un anello nello spazio-tempo che consente a un oggetto di viaggiare nel futuro e infine tornare al proprio passato.
Anche se la creazione di una CTC su scala cosmica richiederebbe quantità astronomiche di energia, i fisici stanno cercando una soluzione alternativa al mondo quantistico. Nello specifico, stanno studiando l’entanglement quantistico, in cui due particelle rimangono connesse in modo tale che lo stato di una influenza istantaneamente l’altra, indipendentemente dalla distanza. Alcuni teorici suggeriscono che questa connessione istantanea potrebbe in realtà essere una forma di informazione che viaggia indietro nel tempo.
La svolta del “canale rumoroso”.
Nel 2010, il ricercatore del MIT Seth Lloyd e il suo team hanno utilizzato con successo i fotoni per imitare una CTC quantistica, inviando effettivamente una particella qualche nanosecondo nel passato. Tuttavia, uno dei principali ostacoli in qualsiasi sistema di comunicazione è il rumore, un’interferenza che degrada un segnale, proprio come l’elettricità statica su una linea telefonica.
In un nuovo studio, Lloyd e i suoi colleghi hanno applicato la teoria dell’informazione per esaminare cosa succede quando un canale di comunicazione che viaggia nel tempo diventa “crepitante” e inaffidabile. Le loro scoperte erano controintuitive:
- Messaggistica convenzionale: In una sequenza temporale standard in movimento, il rumore distrugge rapidamente la chiarezza di un messaggio.
- Messaggistica all’indietro: un messaggio inviato attraverso un CTC rumoroso ha effettivamente prestazioni migliori di un messaggio standard inviato attraverso un canale di inoltro altrettanto rumoroso.
Perché il passato è più affidabile
Il segreto di questo fenomeno risiede nel concetto di feedback e memoria.
Per illustrare ciò, i ricercatori hanno indicato il climax del film Interstellar, in cui un personaggio invia messaggi al passato manipolando il movimento di un orologio. In senso matematico, il “mittente” del futuro ha un netto vantaggio: conosce già il risultato.
“Il padre ricorda come la figlia decodifica il suo futuro messaggio, così può istruirsi su quale sia il modo migliore per codificare il messaggio”, spiega il ricercatore Kaiyuan Ji.
Poiché il mittente possiede una memoria di come il messaggio è stato ricevuto in passato, può modificare la propria strategia di codifica per compensare il rumore. Ciò crea un ciclo autocorrettivo che manca alla comunicazione lineare standard.
Dalla fantascienza alla scienza pratica
Sebbene non siamo neanche lontanamente vicini alla costruzione di una macchina del tempo fisica, le implicazioni di questa ricerca vanno ben oltre la fantascienza. Lo studio fornisce un nuovo modo per comprendere come diversi tipi di feedback possano ottimizzare i protocolli di comunicazione.
Anche se il “vero” viaggio nel tempo rimane impossibile, il quadro matematico qui sviluppato può essere applicato ai canali rumorosi del mondo reale. Studiando come si comportano le informazioni in questi circuiti teorici, gli scienziati potrebbero scoprire modi più efficienti per trasmettere dati attraverso reti convenzionali e all’avanguardia.
Conclusione: Mentre il viaggio fisico nel tempo rimane per ora teoricamente impossibile, lo studio dei cicli temporali “rumorosi” rivela che l’utilizzo di informazioni future per correggere errori passati potrebbe cambiare radicalmente la nostra comprensione di come trasmettere i dati in modo affidabile.
