Il tempo

Materie:	Appunti
Categoria:	Fisica
Voto:	1 (2)
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Data:	25.03.2000
Numero di pagine:	22
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Ricerca di fisica
Argomento trattato: il tempo
Tratto dalla rivista: Newton
Orologi, calendari, libri di storia: tutto ci racconta del trascorrere del tempo. Uno dei misteri più affascinanti e misteriosi dell’universo.
Fino all’inizio del secolo si pensava che il tempo scorresse ovunque in modo lineare. Ora sappiamo che il tempo può accelerare, o rallentare e, forse, persino invertire il suo cammino. Nel mondo della scienza si discute sulla possibilità di viaggiare nel tempo e s'ipotizza l’esistenza di macchine del tempo cosmiche, legate alla struttura dei buchi neri.
La storia della misurazione del tempo parte dall’antica osservazione dei corpi celesti per arrivare oggi ai pulsar, stelle di neutroni, gli orologi più precisi dell’intero universo.
Ventimila anni fa i cacciatori, segnavano con tacche incise sulle ossa i passare dei giorni fra le varie fasi del ciclo lunare.
Anche i calendari dei Sumeri, erano ancorati al periodico apparire e mutare del nostro satellite e così pure quelli Babbilonesi del millennio successivo.
L’osservazione degli astri ispirò anche gli uomini dell’antica Brittannia che eressero il gigantesco cerchio di pietra di Sthonege per un fine più complesso: la previsione delle eclissi solari.
Poi obelischi colonne di pietre trasformate in orologi ad ombra nel tentativo di individuare le scansioni del giorno.
Il passaggio alle clessidre ad acqua e a sabbia, avvenne lentamente, ma dominarono tutto il periodo.
Risale alla prima metà del XIV secolo l’apparizione sulle torri d'orologi meccanici, evoluzione delle suonerie destinate a svegliare i frati nei conventi.
In questo periodo ci fu una vera e propria caccia alla precisione.
L’orologio più preciso fu invenzione di Galileo Galilei e costruzione successiva olandese: dieci secondi al giorno di possibile errore; arrivati agli anni venti i secondi furono scanditi dagli orologi al quarzo che si basano sul fenomeno della piezoelettricità (in seguito al quale un cristallo sottoposto a tensione elettrica oscilla).
Presto superati, in quando a precisione, dagli orologi atomici il cui primo esemplare risale al 1949.
Per la loro grandezza, il loro posto è negli istituti di misura e negli osservatori, nella versione più aggiornata si sfrutta la frequenza di risonanza dell’atomo di cesio, che in un secondo compie ben nove miliardi, 192 milioni, 631 mila,
770 oscillazioni, unità ufficialmente riconosciuta.
Nonostante ciò la caccia alla precisione continua.
Alla precisione cosmica pensano particolari stelle chiamate pulsar, veri e propri ‘fari’ che emettono onde elettromagnetiche di una regolarità assoluta.
Nel corso dei millenni sulla terra il giorno, l’intervallo del tempo che va da un sorgere del sole all’altro si è allungato: in altri termini, il tempo che impiega la terra a girare intorno al proprio asse e lentamente cresciuto.
Il fenomeno è stato ampiamente spiegato e dimostrato.
L’attrazione gravitazionale esercitata dalla luna sulla terra non è solo responsabile delle maree, ma esercitandosi anche sul globo terrestre che tende a essere come ‘gonfiato’ provoca un rallentamento.
Di conseguenza il giorno si allunga.
Le stime ci danno un rallentamento di un secondo ogni secolo circa.
Studi sui fossili testimoniano a loro volta di un avvenuto rallentamento della rotazione terrestre di tre ore in 500 milioni di anni, infatti quando ancora attorno al pianeta non si era formato la strato di ozono, l’elemento essenziale alla vita sulla terra ferma, il giorno era di sole 21 ore.
LA TERRA E’ UN OROLOGIO INAFFIDABILE
come strumento per la misurazione del tempo la terra è inattendibile.
Anche il sole del resto è un orologio discutibile in quando il suo moto apparente contro lo sfondo delle stelle risulta più rapido quando la terra gli è più vicina: ecco allora ideato il ‘tempo solare medio’ scandito da un sole immaginario il cui moto apparente segua a velocità costante la linea dell’equatore.
Già da alcuni secoli gli scienziati incominciarono a chiedersi se il tempo fosse legato alla materia.
L’idea stuzzicò Isaac Newton, che si chiese: ‘se scomparissero tutti gli orologi, e poi tutta la materia, e non rimanesse nulla nello spazio vuoto, né la terra, né il sole, né la più piccola particella, che ne sarebbe del tempo?
L a risposta fu che ‘il tempo assoluto’ in sé è senza relazione ad alcunché di esterno, scorre uniformemente e con altro nome è chiamato durata.
Quello relativo che comunemente viene impiegata apposto del vero tempo:’ tali sono l’ora, il giorno, il mese, l’anno’, insieme allo spazio assoluto, esso è necessario a meccanica classica a stabilire la posizione e la velocità dei corpi.

E’ NATO IL BEAT, IL TEMPO DI INTERNET
23 ottobre 1998, ore zero, minuti zero, secondi zero.
Nasce il beat una nuova misura del tempo.
Ha creare questa nuova misura del tempo sono stati Nicholas Negroponte (famoso scienziato americano che ha fondato Media-Lab ), e Nicholas Hayek, presidente della Swatch.
Secondo questi scienziati il tempo doveva costituire un riferimento unico sul tutto il pianeta , senza essere più assoggettato ai vincoli dei fusi orari.
Così hanno deciso di creare un tempo unico, dividendo la giornata in mille beat, ognuno dei quali dura esattamente un minuto e 26,4, secondi.
Il beat si stà diffondendo rapidamente soprattutto come unità di misura del tempo su Internet, che avendo abolito le distanze non poteva essere ancora legato al tempo locale.
Questa nuova misura del tempo sarà adottata anche alle prossime olimpiadi del 2000.

MAI NATO SEMPRE ESISTITO.
E’ possibile che non ci sia mai stato un momento di partenza del tempo, e che non ci sarà mai una fine?
Questo è possibile, infatti se il nostro universo è destinato ad espandersi per sempre (universo aperto), il tempo non avrà mai una fine.
Al contrario, se l’universo cesserà in un certo momento di espandersi e inizierà il cammino inverso contraendosi sempre più (universo chiuso), fino a tornare a una condizione di nulla, il tempo non esisterà più.
Secondo le ipotesi più recenti il tempo ha avuto origine prima del Big Bang quando esistevano piccoli universi che si formavano e scomparivano partendo dal nulla, uno stato di cose in cui non esistevano né tempo, né spazio, né materia.
Questo universi si formavano a causa di un fenomeno chiamato fluttuazione.
Il nostro universo non sarebbe scomparso perché appena nato sarebbe cresciuto a dismisura grazie ad una espansione rapida e vigorosa chiamato inflazione.
E poi il Big Bang .
Quindi il tempo precedeva la grande esplosione, per tale motivo noi possiamo dire che il tempo non è nato con la nascita del nostro pianeta, ma addirittura né precede l’esistenza.
LA LUCE E’ BELLA PERCHE’ NON VARIA.
Nel 1907, il fisico Albert Michelson divenne il primo americano a vincere il premio Nobel per l’esattezza delle sue misurazioni.
A partire dal 1887 aveva semplicemente dimostrato con l’aiuto del suo assistente che la velocità della luce non cambia mai, anche se un raggio luminoso viene separato da un oggetto in movimento.
Si era allora ancora fermi al concetto di spazio e tempo assoluti, in base alla quale inseguendo un raggio luminoso a una certa velocità, lo si dovrebbe vedere procedere più lentamente .
Nel 1905 Einstein iniziò la sua revisione del concetto di tempo, che condurrà alla formulazione della teoria della realatività ristretta.
Da una parte l’invariabilità della velocità della luce, dall’altra il ruolo della distanza: accade infatti che due eventi contemporanei, per un osservatore che si trovi in una determinata posizione, possono essere percepiti come accaduti in tempi differenti a un altro osservatore che si trovi in una posizione diversa.
Ciò perché l’informazione viaggia con la luce e impiega perciò un certo tempo per giungere a destinazione.
PIU’ CORRI MENO INVECCHI.
Dal momento che il procedere del tempo varia a seconda che l’osservatore stia fermo o si muova, e della velocità a cui si muove , in termini molto semplici si può dire: il tempo di una persona che corre rallenta, e rallenta tanto più marcatamente quando più velocemente essa corre.
Lo stesso Einstein a questo proposito suggerì il noto paradosso dei gemelli: due fratelli gemelli si separano in un cosmodromo.
Uno rimane a terra e l’altro sale su un’astronave che viaggia ad una velocità elevatissima , pari all’80 per cento a quella della luce.
Il gemello rimasto a terra dopo 50 anni accoglie il fratello astronauta che ritorna, e quando arriva ha un’aspetto giovanile: per lui, infatti, sono passati solo 30 anni.
In realtà il fenomeno non è rilevabile nell’esperienza quotidiana.
Qui sotto sono riportati alcuni esempi:

• AEREO DI LINEA
Velocità’: 1000 Km orari;
Rallentamento: un trillionesimo di secondo per ogni secondo di viaggio.
• TRENO
Velocità: 200 Km orari;
Rallentamento: 2 centotrillionesimi di secondo per ogni secondo di viaggio.
• SPACE SHUTTLE
Velocità : 10000 Km orari,
Rallentamento: un decimomiliardesimo di secondo per ogni secondo di viaggio
• RAGGI COSMICI
Velocità: il 90 per cento della velocità della luce,
Rallentamento: 56 decimi di secondo per ogni secondo di viaggio.
Nel 1916 Einstein estese il principio della relatività mettendo al centro della sua teoria la forza della gravità.
La stupefacente conclusione riguarda proprio il tempo: un campo gravitazionale ha un effetto di rallentamento sugli orologi naturali.
Questo significa che ovunque esista forte tensione gravitazionale , il procedere del tempo viene rallentato: sulla terra questo rallentamento è pari a un miliardesimo di secondo per ogni secondo.
UN’INFINITA’ MOBILITA’
Dal tempo possiamo passare ai buchi neri .
Questi non sono altro che lo stadio finale dell’evoluzione di una stella di massa almeno tre volte più grande di quella del sole, ridotta a dimensioni minime.
Se il rallentamento del tempo dipende dal rallentare della velocità della luce in rapporto alla velocità di caduta provocata dall’attrazione gravitazionale, ci troviamo di fronte a una consegueza estrema : quando la velocità di caduta di un corpo annullerà la velocità della luce , il tempo verrà rallentato all’infinito.
Quando ci avviciniamo ad un buco nero una possente massa che tutto attrae la velocità della luce rallenta e impiega molto più tempo per raggiungere un luogo di osservazione lontano.
Nei pressi di un buco nero, quindi, il tempo scorre lentissimamente .
Invece per quando riguarda l’interno l’attrazione gravitazionale e ancora più forte , tale da impedire persino alla luce di fuoriscire.
Tutto quando cade dentro viene trattenuto e scompare in uno spazio estremamente ristretto denominato , dove la materia potrebbe scomparire o assumere forme sconosciute, dove neanche spazio e tempo potrebbe esistere.
Ma prima di arrivare nell’enigma più profondo della singolarità avviene quella che gli scienziati hanno definito come l’inversione dello spazio-tempo.
Fuori del buco nero , lo spazio è percorribile in ogni direzione; il tempo, al contrario, in una sola quella del futuro.
All’interno del buco nero, lo spazio è percorribile solo in direzione della singolarità centrale.
DOMANI, OGGI, IERI.
Molti scienziati si sono chiesti : se l’universo si contraesse il tempo potrebbe scorrere all’indietro?.
Un esempio è costituito dal calore che passa spontaneamente da un corpo caldo a uno freddo, ma non può fare il contrario.
Se mettiamo del ghiaccio in un bicchiere di liquore, quest’ultimo cede il suo calore al ghiaccio, che quindi si scioglie, finchè tutto il contenuto del bicchiere non ha raggiunto la stessa temperatura. E’ impossibile, invece, che il ghiaccio possa cedere calore al liquore , raffredandosi ulteriormente mentre il liquore diventa sempre più caldo.
Un’altro esempio è quando ci fermiamo con la nostra automobile, trasformiamo l’energia di movimento in calore (quello dei freni) .
Ma non può avvenire il contrario: riscaldando i freni, cioè , non vedremo mai la macchina muoversi da sola.
Queste leggi stanno a dimostrare l’inversibilità di alcuni fenomeni naturali e mettono in luce una ben precisa direzione del tempo.
Altri fenomeni fisici sono invece reversibili; come spiegare quindi la coesistenza di fenomeni reversibili in cui il tempo sembra andare avanti e indietro?
Per il momento gli scienziati hanno dato una valida risposta e hanno affermato che il tempo può scorrere solamente avanti, se questa espansione continuerà per sempre; se invece l’espansione si bloccherà e si invertirà il processo attraverso la contrazione si potrebbe portare il tempo a scorrere all’indietro.
RITORNO AL FUTURO
Nella serie cinematografica RITORNO AL FUTURO si vedono i protagonisti viagiare avanti e indietro nel futuro, fino ad incontrare se stessi più giovani.
Secondo alcuni scienziati potrebbe accadere che esistano contemporaneamente tre esemplari della stessa persona con età diversa.
Infatti un fisico di questo secolo, l’americano Richard Feynman (1918-1988), ha mostrato che tre particelle in uno stesso istante possono essere viste anche come una sola particella attuale e della stessa particella che ha viaggiato indietro e avanti nel tempo.
Per capire tutto ciò dobbiamo vedere che cosa è l’antimateria.
I fisici hanno scoperto che per ogni particella atomica elementare corrisponde un’antiparticella di pari massa e dimensione ma di carica elettrica opposta .
Un esempi può essere quella dell’elettrone cui corrisponde un’antielettrone, detto positrone.
Quando si incontrano particelle e antiparticelle si annullano l’una con l’altra (annichilazione), liberando energia in quantità corrispondente alla loro massa.
Questa energia si manifesta con la formazione di un raggio gamma nel caso di uno scontro elettrone-positrone.
Viceversa da un raggio gamma si può formare una coppia elettrone-positrone.
Poiche una particella si comporta esattamente come una particella vista allo specchio, può essere considerata come una particella che viaggia indietro nel tempo.
Per fare un paragone, se noi ci allontaniamo o ci avviciniamo ad uno specchio, la nostra immagine riflessa si muove in direzione contraria a noi.
Per le particelle questa inversione non avviene soltanto nello spazio, ma anche nel tempo.
Così Feynman immaginò che da un raggio gamma si formasse , come effettivamente accade una coppia elettrone-positrone.
Quest’ultimo trova sul suo cammino un altro elettrone e si annichila con esso, emettendo un raggio gamma.
Questo fenomeno, diceva Feynman, e esattamente analogo a quello che ha per protagonista un elettrone che in un raggio gamma e viaggia all’indietro del tempo, fino a su un altro raggio gamma e riprende il cammino verso il futuro.
A un certo istante, così, abbiamo in gioco tre elettroni : quello che sta per scontrarsi, quello che dopo il primo rimbalzo sta viaggindo verso il passato e quello che dopo il secondo rimbalzo ha invertito nuovamente la direzione del tempo e viaggia verso il futuro.
Ma i tre elettroni sarebbero in realtà uno solo.

LA DI UNA PARTICELLA
Secondo il fisico Richard Feynman, è possibile per particelle elementari come gli elettroni.
Nel disegno vediamo un raggio gamma (1) che produca una coppia elettrone-positrone.
Il positrone successivamente si scontra con un altro elettrone annientandosi e produvcendo un altro raggio gamma (2) per Feynman questo fenomeno equivale al caso di un solo elettrone che rimbalza su un raggio gamma (2) e viaggia all’indietro del tempo fino a rimbalzare di nuovo su un’altro raggio gamma (1) e riprendere il cammino verso il futuro.
In un dato momento tra gli istanti A e B abbiamo a che fare con tre elettroni che sono in realtà uno solo che viaggia avanti e inditero nel tempo.

ARRIVARE PRIMA DI PARTIRE
Alcuni scienziati sono convinti che la macchina del tempo esista, in vari punti dell’universo.
Si tratterebbe dei cosiddetti : una specie di cancelli che mettono in comunicazione istantaneamente due buchi neri situati in spazi e tempi diversi.
Secondo l’astrofisico John Gribin, queste macchine del tempo cosmiche potrebbero essere trascinate
l’una accanto all’altra, pur mantenendo inalterata la differenza cronologica tra le due. Se per ipotesi il cunicolo mettesse in comunicazione due buchi neri che abbiano soltanto una differenza di un’ora e siano ad una distanza percorribile in soli 10 minuti, dice Gribbin, un’astronave potrebbe partire alle 12 dal primo e alle 12,10 arrivare all’imboccatura del secondo dove in realtà sono le 11,10.
Vi si infilerebbe ed instantaneamente sbucherebbe fuori dal primo buco nero sempre alle 11,10, cioè 50 minuti prima di quando era partito.
LA GHIANDOLA DELL’ORA ESATTA
In noi essere umani della concezione del tempo che dipende dalle situazioni, dai luoghi, dalla compagnia, dall’umore.
Un’ora di ufficio può sembrare infinita almeno quanto istantanea può apparire un’ora trascorsa piacevolmente tra amici.
Da che cosa dipende non è ancora chiaro.
Recenti studi avrebbero dimostrato che il funzionamento degli orologi biologigi dei mammiferi dipende dall’ipotalamo e, in particolare da una piccola ghiandola situata al centro del cervello, detta pineale.
Questa ghiandola , che nell’uomo è lunga circa 5 centimentri , è sensibile alla luce e durante la notte produce un ormone, la melatonina, considerato il vero metronomo umano.
Essa fornirebbe all’organismo informazioni sul tempo.
SOTTO TERRA CAMBIA TUTTO
Secondo alcuni biologi, l’incapacità umana di stimare correttamente lo scorrere delle ore è dovuta in particolare al nostro progressivo allontanamento dalla natura, con le giornate e le settimane organizzate da orologi meccanici e non dal sorgere del sole.
Alcuni esperimenti sulla percezione del tempo in assenza di stimoli esterni, svolti in seguito all’esperienza di Siffre, hanno dimostrato che sotto terra la percezione umana del tempo, nell’arco do sole 24 ore può ammettere una differenza fino a 10 ore.
Naturalmente, in simili esperimenti sono banditi orologi, televisori, radio e apparecchi capaci di variare l’intensità della luce
IL CALORE ACCELERA
Altri studi dimostravano come un lieve aumento della temperatura corporea possano modificare la percezione del tempo.
Questo esperimento fu eseguito su api e formiche, abituate a mangiare ad intervalli regolari, e il risultato fu che: il caldo costringeva gli insetti a ridurre il periodo tra un pasto e l’altro.
POTREMO SCOMFIGGERE IL TEMPO?
Potremo mai diventare immortali?
La società Trans Time di Oakland, USA: al costo di 140 mila dollari (poco meno di 250 millioni di lire ) ha dichiarato di essere pronta a prelevare i propri clienti pochi minuti dopo il decesso, trasportarli sotto ghiaccio alla sede della compagnia e infine conservarli in azoto liquido finchè non verrà escogitato un metodo per resuscitarli.


Ricerca di fisica
Argomento trattato: il tempo
Tratto dalla rivista: Newton
Orologi, calendari, libri di storia: tutto ci racconta del trascorrere del tempo. Uno dei misteri più affascinanti e misteriosi dell’universo.
Fino all’inizio del secolo si pensava che il tempo scorresse ovunque in modo lineare. Ora sappiamo che il tempo può accelerare, o rallentare e, forse, persino invertire il suo cammino. Nel mondo della scienza si discute sulla possibilità di viaggiare nel tempo e s'ipotizza l’esistenza di macchine del tempo cosmiche, legate alla struttura dei buchi neri.
La storia della misurazione del tempo parte dall’antica osservazione dei corpi celesti per arrivare oggi ai pulsar, stelle di neutroni, gli orologi più precisi dell’intero universo.
Ventimila anni fa i cacciatori, segnavano con tacche incise sulle ossa i passare dei giorni fra le varie fasi del ciclo lunare.
Anche i calendari dei Sumeri, erano ancorati al periodico apparire e mutare del nostro satellite e così pure quelli Babbilonesi del millennio successivo.
L’osservazione degli astri ispirò anche gli uomini dell’antica Brittannia che eressero il gigantesco cerchio di pietra di Sthonege per un fine più complesso: la previsione delle eclissi solari.
Poi obelischi colonne di pietre trasformate in orologi ad ombra nel tentativo di individuare le scansioni del giorno.
Il passaggio alle clessidre ad acqua e a sabbia, avvenne lentamente, ma dominarono tutto il periodo.
Risale alla prima metà del XIV secolo l’apparizione sulle torri d'orologi meccanici, evoluzione delle suonerie destinate a svegliare i frati nei conventi.
In questo periodo ci fu una vera e propria caccia alla precisione.
L’orologio più preciso fu invenzione di Galileo Galilei e costruzione successiva olandese: dieci secondi al giorno di possibile errore; arrivati agli anni venti i secondi furono scanditi dagli orologi al quarzo che si basano sul fenomeno della piezoelettricità (in seguito al quale un cristallo sottoposto a tensione elettrica oscilla).
Presto superati, in quando a precisione, dagli orologi atomici il cui primo esemplare risale al 1949.
Per la loro grandezza, il loro posto è negli istituti di misura e negli osservatori, nella versione più aggiornata si sfrutta la frequenza di risonanza dell’atomo di cesio, che in un secondo compie ben nove miliardi, 192 milioni, 631 mila,
770 oscillazioni, unità ufficialmente riconosciuta.
Nonostante ciò la caccia alla precisione continua.
Alla precisione cosmica pensano particolari stelle chiamate pulsar, veri e propri ‘fari’ che emettono onde elettromagnetiche di una regolarità assoluta.
Nel corso dei millenni sulla terra il giorno, l’intervallo del tempo che va da un sorgere del sole all’altro si è allungato: in altri termini, il tempo che impiega la terra a girare intorno al proprio asse e lentamente cresciuto.
Il fenomeno è stato ampiamente spiegato e dimostrato.
L’attrazione gravitazionale esercitata dalla luna sulla terra non è solo responsabile delle maree, ma esercitandosi anche sul globo terrestre che tende a essere come ‘gonfiato’ provoca un rallentamento.
Di conseguenza il giorno si allunga.
Le stime ci danno un rallentamento di un secondo ogni secolo circa.
Studi sui fossili testimoniano a loro volta di un avvenuto rallentamento della rotazione terrestre di tre ore in 500 milioni di anni, infatti quando ancora attorno al pianeta non si era formato la strato di ozono, l’elemento essenziale alla vita sulla terra ferma, il giorno era di sole 21 ore.
LA TERRA E’ UN OROLOGIO INAFFIDABILE
come strumento per la misurazione del tempo la terra è inattendibile.
Anche il sole del resto è un orologio discutibile in quando il suo moto apparente contro lo sfondo delle stelle risulta più rapido quando la terra gli è più vicina: ecco allora ideato il ‘tempo solare medio’ scandito da un sole immaginario il cui moto apparente segua a velocità costante la linea dell’equatore.
Già da alcuni secoli gli scienziati incominciarono a chiedersi se il tempo fosse legato alla materia.
L’idea stuzzicò Isaac Newton, che si chiese: ‘se scomparissero tutti gli orologi, e poi tutta la materia, e non rimanesse nulla nello spazio vuoto, né la terra, né il sole, né la più piccola particella, che ne sarebbe del tempo?
L a risposta fu che ‘il tempo assoluto’ in sé è senza relazione ad alcunché di esterno, scorre uniformemente e con altro nome è chiamato durata.
Quello relativo che comunemente viene impiegata apposto del vero tempo:’ tali sono l’ora, il giorno, il mese, l’anno’, insieme allo spazio assoluto, esso è necessario a meccanica classica a stabilire la posizione e la velocità dei corpi.

E’ NATO IL BEAT, IL TEMPO DI INTERNET
23 ottobre 1998, ore zero, minuti zero, secondi zero.
Nasce il beat una nuova misura del tempo.
Ha creare questa nuova misura del tempo sono stati Nicholas Negroponte (famoso scienziato americano che ha fondato Media-Lab ), e Nicholas Hayek, presidente della Swatch.
Secondo questi scienziati il tempo doveva costituire un riferimento unico sul tutto il pianeta , senza essere più assoggettato ai vincoli dei fusi orari.
Così hanno deciso di creare un tempo unico, dividendo la giornata in mille beat, ognuno dei quali dura esattamente un minuto e 26,4, secondi.
Il beat si stà diffondendo rapidamente soprattutto come unità di misura del tempo su Internet, che avendo abolito le distanze non poteva essere ancora legato al tempo locale.
Questa nuova misura del tempo sarà adottata anche alle prossime olimpiadi del 2000.

MAI NATO SEMPRE ESISTITO.
E’ possibile che non ci sia mai stato un momento di partenza del tempo, e che non ci sarà mai una fine?
Questo è possibile, infatti se il nostro universo è destinato ad espandersi per sempre (universo aperto), il tempo non avrà mai una fine.
Al contrario, se l’universo cesserà in un certo momento di espandersi e inizierà il cammino inverso contraendosi sempre più (universo chiuso), fino a tornare a una condizione di nulla, il tempo non esisterà più.
Secondo le ipotesi più recenti il tempo ha avuto origine prima del Big Bang quando esistevano piccoli universi che si formavano e scomparivano partendo dal nulla, uno stato di cose in cui non esistevano né tempo, né spazio, né materia.
Questo universi si formavano a causa di un fenomeno chiamato fluttuazione.
Il nostro universo non sarebbe scomparso perché appena nato sarebbe cresciuto a dismisura grazie ad una espansione rapida e vigorosa chiamato inflazione.
E poi il Big Bang .
Quindi il tempo precedeva la grande esplosione, per tale motivo noi possiamo dire che il tempo non è nato con la nascita del nostro pianeta, ma addirittura né precede l’esistenza.
LA LUCE E’ BELLA PERCHE’ NON VARIA.
Nel 1907, il fisico Albert Michelson divenne il primo americano a vincere il premio Nobel per l’esattezza delle sue misurazioni.
A partire dal 1887 aveva semplicemente dimostrato con l’aiuto del suo assistente che la velocità della luce non cambia mai, anche se un raggio luminoso viene separato da un oggetto in movimento.
Si era allora ancora fermi al concetto di spazio e tempo assoluti, in base alla quale inseguendo un raggio luminoso a una certa velocità, lo si dovrebbe vedere procedere più lentamente .
Nel 1905 Einstein iniziò la sua revisione del concetto di tempo, che condurrà alla formulazione della teoria della realatività ristretta.
Da una parte l’invariabilità della velocità della luce, dall’altra il ruolo della distanza: accade infatti che due eventi contemporanei, per un osservatore che si trovi in una determinata posizione, possono essere percepiti come accaduti in tempi differenti a un altro osservatore che si trovi in una posizione diversa.
Ciò perché l’informazione viaggia con la luce e impiega perciò un certo tempo per giungere a destinazione.
PIU’ CORRI MENO INVECCHI.
Dal momento che il procedere del tempo varia a seconda che l’osservatore stia fermo o si muova, e della velocità a cui si muove , in termini molto semplici si può dire: il tempo di una persona che corre rallenta, e rallenta tanto più marcatamente quando più velocemente essa corre.
Lo stesso Einstein a questo proposito suggerì il noto paradosso dei gemelli: due fratelli gemelli si separano in un cosmodromo.
Uno rimane a terra e l’altro sale su un’astronave che viaggia ad una velocità elevatissima , pari all’80 per cento a quella della luce.
Il gemello rimasto a terra dopo 50 anni accoglie il fratello astronauta che ritorna, e quando arriva ha un’aspetto giovanile: per lui, infatti, sono passati solo 30 anni.
In realtà il fenomeno non è rilevabile nell’esperienza quotidiana.
Qui sotto sono riportati alcuni esempi:

• AEREO DI LINEA
Velocità’: 1000 Km orari;
Rallentamento: un trillionesimo di secondo per ogni secondo di viaggio.
• TRENO
Velocità: 200 Km orari;
Rallentamento: 2 centotrillionesimi di secondo per ogni secondo di viaggio.
• SPACE SHUTTLE
Velocità : 10000 Km orari,
Rallentamento: un decimomiliardesimo di secondo per ogni secondo di viaggio
• RAGGI COSMICI
Velocità: il 90 per cento della velocità della luce,
Rallentamento: 56 decimi di secondo per ogni secondo di viaggio.
Nel 1916 Einstein estese il principio della relatività mettendo al centro della sua teoria la forza della gravità.
La stupefacente conclusione riguarda proprio il tempo: un campo gravitazionale ha un effetto di rallentamento sugli orologi naturali.
Questo significa che ovunque esista forte tensione gravitazionale , il procedere del tempo viene rallentato: sulla terra questo rallentamento è pari a un miliardesimo di secondo per ogni secondo.
UN’INFINITA’ MOBILITA’
Dal tempo possiamo passare ai buchi neri .
Questi non sono altro che lo stadio finale dell’evoluzione di una stella di massa almeno tre volte più grande di quella del sole, ridotta a dimensioni minime.
Se il rallentamento del tempo dipende dal rallentare della velocità della luce in rapporto alla velocità di caduta provocata dall’attrazione gravitazionale, ci troviamo di fronte a una consegueza estrema : quando la velocità di caduta di un corpo annullerà la velocità della luce , il tempo verrà rallentato all’infinito.
Quando ci avviciniamo ad un buco nero una possente massa che tutto attrae la velocità della luce rallenta e impiega molto più tempo per raggiungere un luogo di osservazione lontano.
Nei pressi di un buco nero, quindi, il tempo scorre lentissimamente .
Invece per quando riguarda l’interno l’attrazione gravitazionale e ancora più forte , tale da impedire persino alla luce di fuoriscire.
Tutto quando cade dentro viene trattenuto e scompare in uno spazio estremamente ristretto denominato , dove la materia potrebbe scomparire o assumere forme sconosciute, dove neanche spazio e tempo potrebbe esistere.
Ma prima di arrivare nell’enigma più profondo della singolarità avviene quella che gli scienziati hanno definito come l’inversione dello spazio-tempo.
Fuori del buco nero , lo spazio è percorribile in ogni direzione; il tempo, al contrario, in una sola quella del futuro.
All’interno del buco nero, lo spazio è percorribile solo in direzione della singolarità centrale.
DOMANI, OGGI, IERI.
Molti scienziati si sono chiesti : se l’universo si contraesse il tempo potrebbe scorrere all’indietro?.
Un esempio è costituito dal calore che passa spontaneamente da un corpo caldo a uno freddo, ma non può fare il contrario.
Se mettiamo del ghiaccio in un bicchiere di liquore, quest’ultimo cede il suo calore al ghiaccio, che quindi si scioglie, finchè tutto il contenuto del bicchiere non ha raggiunto la stessa temperatura. E’ impossibile, invece, che il ghiaccio possa cedere calore al liquore , raffredandosi ulteriormente mentre il liquore diventa sempre più caldo.
Un’altro esempio è quando ci fermiamo con la nostra automobile, trasformiamo l’energia di movimento in calore (quello dei freni) .
Ma non può avvenire il contrario: riscaldando i freni, cioè , non vedremo mai la macchina muoversi da sola.
Queste leggi stanno a dimostrare l’inversibilità di alcuni fenomeni naturali e mettono in luce una ben precisa direzione del tempo.
Altri fenomeni fisici sono invece reversibili; come spiegare quindi la coesistenza di fenomeni reversibili in cui il tempo sembra andare avanti e indietro?
Per il momento gli scienziati hanno dato una valida risposta e hanno affermato che il tempo può scorrere solamente avanti, se questa espansione continuerà per sempre; se invece l’espansione si bloccherà e si invertirà il processo attraverso la contrazione si potrebbe portare il tempo a scorrere all’indietro.
RITORNO AL FUTURO
Nella serie cinematografica RITORNO AL FUTURO si vedono i protagonisti viagiare avanti e indietro nel futuro, fino ad incontrare se stessi più giovani.
Secondo alcuni scienziati potrebbe accadere che esistano contemporaneamente tre esemplari della stessa persona con età diversa.
Infatti un fisico di questo secolo, l’americano Richard Feynman (1918-1988), ha mostrato che tre particelle in uno stesso istante possono essere viste anche come una sola particella attuale e della stessa particella che ha viaggiato indietro e avanti nel tempo.
Per capire tutto ciò dobbiamo vedere che cosa è l’antimateria.
I fisici hanno scoperto che per ogni particella atomica elementare corrisponde un’antiparticella di pari massa e dimensione ma di carica elettrica opposta .
Un esempi può essere quella dell’elettrone cui corrisponde un’antielettrone, detto positrone.
Quando si incontrano particelle e antiparticelle si annullano l’una con l’altra (annichilazione), liberando energia in quantità corrispondente alla loro massa.
Questa energia si manifesta con la formazione di un raggio gamma nel caso di uno scontro elettrone-positrone.
Viceversa da un raggio gamma si può formare una coppia elettrone-positrone.
Poiche una particella si comporta esattamente come una particella vista allo specchio, può essere considerata come una particella che viaggia indietro nel tempo.
Per fare un paragone, se noi ci allontaniamo o ci avviciniamo ad uno specchio, la nostra immagine riflessa si muove in direzione contraria a noi.
Per le particelle questa inversione non avviene soltanto nello spazio, ma anche nel tempo.
Così Feynman immaginò che da un raggio gamma si formasse , come effettivamente accade una coppia elettrone-positrone.
Quest’ultimo trova sul suo cammino un altro elettrone e si annichila con esso, emettendo un raggio gamma.
Questo fenomeno, diceva Feynman, e esattamente analogo a quello che ha per protagonista un elettrone che in un raggio gamma e viaggia all’indietro del tempo, fino a su un altro raggio gamma e riprende il cammino verso il futuro.
A un certo istante, così, abbiamo in gioco tre elettroni : quello che sta per scontrarsi, quello che dopo il primo rimbalzo sta viaggindo verso il passato e quello che dopo il secondo rimbalzo ha invertito nuovamente la direzione del tempo e viaggia verso il futuro.
Ma i tre elettroni sarebbero in realtà uno solo.

LA DI UNA PARTICELLA
Secondo il fisico Richard Feynman, è possibile per particelle elementari come gli elettroni.
Nel disegno vediamo un raggio gamma (1) che produca una coppia elettrone-positrone.
Il positrone successivamente si scontra con un altro elettrone annientandosi e produvcendo un altro raggio gamma (2) per Feynman questo fenomeno equivale al caso di un solo elettrone che rimbalza su un raggio gamma (2) e viaggia all’indietro del tempo fino a rimbalzare di nuovo su un’altro raggio gamma (1) e riprendere il cammino verso il futuro.
In un dato momento tra gli istanti A e B abbiamo a che fare con tre elettroni che sono in realtà uno solo che viaggia avanti e inditero nel tempo.

ARRIVARE PRIMA DI PARTIRE
Alcuni scienziati sono convinti che la macchina del tempo esista, in vari punti dell’universo.
Si tratterebbe dei cosiddetti : una specie di cancelli che mettono in comunicazione istantaneamente due buchi neri situati in spazi e tempi diversi.
Secondo l’astrofisico John Gribin, queste macchine del tempo cosmiche potrebbero essere trascinate
l’una accanto all’altra, pur mantenendo inalterata la differenza cronologica tra le due. Se per ipotesi il cunicolo mettesse in comunicazione due buchi neri che abbiano soltanto una differenza di un’ora e siano ad una distanza percorribile in soli 10 minuti, dice Gribbin, un’astronave potrebbe partire alle 12 dal primo e alle 12,10 arrivare all’imboccatura del secondo dove in realtà sono le 11,10.
Vi si infilerebbe ed instantaneamente sbucherebbe fuori dal primo buco nero sempre alle 11,10, cioè 50 minuti prima di quando era partito.
LA GHIANDOLA DELL’ORA ESATTA
In noi essere umani della concezione del tempo che dipende dalle situazioni, dai luoghi, dalla compagnia, dall’umore.
Un’ora di ufficio può sembrare infinita almeno quanto istantanea può apparire un’ora trascorsa piacevolmente tra amici.
Da che cosa dipende non è ancora chiaro.
Recenti studi avrebbero dimostrato che il funzionamento degli orologi biologigi dei mammiferi dipende dall’ipotalamo e, in particolare da una piccola ghiandola situata al centro del cervello, detta pineale.
Questa ghiandola , che nell’uomo è lunga circa 5 centimentri , è sensibile alla luce e durante la notte produce un ormone, la melatonina, considerato il vero metronomo umano.
Essa fornirebbe all’organismo informazioni sul tempo.
SOTTO TERRA CAMBIA TUTTO
Secondo alcuni biologi, l’incapacità umana di stimare correttamente lo scorrere delle ore è dovuta in particolare al nostro progressivo allontanamento dalla natura, con le giornate e le settimane organizzate da orologi meccanici e non dal sorgere del sole.
Alcuni esperimenti sulla percezione del tempo in assenza di stimoli esterni, svolti in seguito all’esperienza di Siffre, hanno dimostrato che sotto terra la percezione umana del tempo, nell’arco do sole 24 ore può ammettere una differenza fino a 10 ore.
Naturalmente, in simili esperimenti sono banditi orologi, televisori, radio e apparecchi capaci di variare l’intensità della luce
IL CALORE ACCELERA
Altri studi dimostravano come un lieve aumento della temperatura corporea possano modificare la percezione del tempo.
Questo esperimento fu eseguito su api e formiche, abituate a mangiare ad intervalli regolari, e il risultato fu che: il caldo costringeva gli insetti a ridurre il periodo tra un pasto e l’altro.
POTREMO SCOMFIGGERE IL TEMPO?
Potremo mai diventare immortali?
La società Trans Time di Oakland, USA: al costo di 140 mila dollari (poco meno di 250 millioni di lire ) ha dichiarato di essere pronta a prelevare i propri clienti pochi minuti dopo il decesso, trasportarli sotto ghiaccio alla sede della compagnia e infine conservarli in azoto liquido finchè non verrà escogitato un metodo per resuscitarli.