Tenet, cosa c'è di vero nella scienza dietro al film di Christopher Nolan?

Un piccolo viaggio nel mondo creato da Christopher Nolan, Tenet, in cui cerchiamo di spiegare i concetti scientifici alla sua base.

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In questi ultimi giorni si sente sempre più spesso parlare dell'ultima fatica di Christopher Nolan, Tenet, che ha spinto molti di noi a tornare nelle sale per godersi un film. Molti avranno sicuramente sentito la mancanza di Hans Zimmer... altri invece di Kip Thorne, il fisico che in Interstellar ha dato consulenza al regista sul funzionamento del buco nero e su altre nozioni scientifiche.
Thorne, secondo quanto affermato da Nolan, ha letto la scenografia dell'opera, ma l'obiettivo del regista non era quello di fare un film scientificamente accurato. Quali sono tuttavia i concetti scientifici espressi nella sua ultima fatica? Prima di proseguire nella lettura, vi avvisiamo che in questo articolo sono presenti degli spoiler.

Entropia Invertita

Il film inizialmente ci pone davanti quella che viene chiamata come "l'inversione degli oggetti". Il motivo per cui ciò succede è perché l'entropia è stata invertita in modo che il flusso temporale sia contrario a quello ordinario. Il concetto di entropia è incredibilmente complesso, ma cercheremo di spiegarlo al meglio.
Il secondo principio della termodinamica ci dice che l'entropia di un sistema isolato (come l'Universo) non diminuisce mai, ma aumenta sempre. Ciò è coerente con la definizione di "freccia del tempo", il fenomeno per cui un sistema fisico si evolve da uno stato iniziale ad uno stato finale. Questo fenomeno, ovviamente, non può essere invertito in alcun modo. Inoltre viene considerata come una grandezza che misura il disordine presente in un sistema fisico.

Spieghiamo questo complicato concetto con un esempio: sicuramente sarà capitato a molti di voi, nei mesi estivi, di gustare un bel ghiacciolo rinfrescante. Ovviamente sappiamo tutti che se dovessimo lasciare incustodito il nostro ghiacciolo sul tavolo - fuori dal congelatore - quando torneremo dopo un paio di minuti sarà diventato solo un'acqua colorata.

In questo caso l'entropia del ghiacciolo è aumentata. Quindi, così come spontaneamente si è sciolto, allo stesso modo il ghiacciolo non potrà mai tornare come prima.
Il secondo principio della termodinamica descrive proprio questa legge che vincola la direzione in cui scorre il tempo, ovvero sempre e solo in avanti. In Tenet, invece, ci viene spiegato che il flusso temporale di alcuni oggetti è stato invertito e vediamo dei proiettili che ritornano nella pistola da cui sono fuoriusciti in passato.
Se riuscissimo a "invertire" il nostro ghiacciolo vedremo esattamente quello che l'entropia non ci permette di vedere: l'acquetta del ghiacciolo che ritorna nuovamente nella sua forma iniziale. Questo concetto, ovviamente, non può esistere in maniera macroscopica, ma nel mondo quantistico, sembra esistere qualcosa del genere. Nella teoria quantistica dell'elettrodinamica relativistica, infatti, si hanno soluzioni con energia positiva e negativa.

La teoria della causalità inversa di Feynman

Nel film viene spiegato che l'inversione temporale è possibile, grosso modo, grazie alla teoria della causalità inversa di Feynman (prodotta mediante l'utilizzo di una fissione nucleare particolarmente potente). Feynman suppose che un positrone potesse essere considerato come un elettrone che "viaggia" in senso contrario. Un positrone è una particella subatomica identica ad un elettrone ma di carica inversa.
Il fisico non stava cercando di creare una macchina del tempo, ma cercava di dare una spiegazione a delle equazioni di Dirac sulla meccanica quantistica relativistica.

Il film cita anche la teoria di Wheeler, una sorta di "upgrade" di quella di Feynam ancora più audace. Secondo John A. Wheeler tutti gli elettroni dell'universo sono in realtà un'unica particella, che semplicemente viaggia avanti e indietro nel tempo. In altre parole, tutti gli esseri umani, la Terra, il Sole, la Via Lattea e l'Universo stessi sono composti da un solo elettrone visto un numero infinito di volte.

Altra teoria vista nel film è quella di Hilary Putnam, un filosofo e matematico statunitense, che nel 1962 scrisse un articolo molto interessante per la rivista Journal of Philosophy. In sostanza, dal saggio di Putnam si ricava che, se la direzione del tempo è data dalla direzione della causalità, qualsiasi cosa o macchina in grado di invertirla creerebbe una regione dello spaziotempo in cui il tempo scorre a ritroso... esattamente quello che abbiamo visto in Tenet.


C'è qualcuno che ha "invertito" il tempo

Nell'ultimo anno ad aver toccato questo è argomento è stata una ricerca dell'Istituto di fisica e tecnologia di Mosca, pubblicata su Scientific Reports, riguardo un sistema che ha subito una sorta di "inversione del tempo" che ha riportato i qubit, i bit quantistici alla base dei computer quantistici, allo stato che avevano una frazione di secondo nel passato.

Gli scienziati hanno dapprima analizzato la probabilità che un elettrone in "uno spazio interstellare vuoto" possa tornare indietro nel tempo, anche se per pochissimo, in modo spontaneo. Il team non ha definito tale sforzo un "viaggio nel tempo" ovviamente, più che altro è stato paragonato a un colpo di massima precisione che farebbe tornare delle palle da biliardo alla posizione originale una volta colpite. In più quel singolo elettrone tornerebbe nel passato per non più di 10 miliardesimi di secondo.

Nel loro complicato test, i ricercatori sono partiti da uno stato zero e hanno compiuto man mano quattro "passaggi". Il primo è stato chiamato "configurazione ordinata" (continuando l'esempio con il nostro tavolo da biliardo, potremmo dire che le palle sono state sistemate nel triangolo in attesa che inizi il gioco), per poi passare alla "configurazione disordinata" (il momento in cui la palla bianca ha colpito le altre palle e sono state sparpagliate nel tavolo); a questo punto, un programma creato ad hoc ha dato l'ordine di inversione temporale (dopo che sono state sparse per tutto il tavolo, sono tornate nella loro posizione iniziale). Infine, un nuovo comando ha ordinato al computer di ripristinare l'ordine iniziale.

Il computer quantistico a due qubit è riuscito nel salto all'indietro e nel ritorno allo stato iniziale nell'85% dei casi, mentre quando gli esperti hanno utilizzato tre bit quantistici si sono verificati più errori e sono riusciti a farcela nel "solo" 50% dei casi. Non si parla ovviamente di "viaggio nel tempo", ma di un sistema che potrebbe essere sfruttato per testare i programmi e correggere eventuali errori durante la computazione quantistica. Insomma, sicuramente qualcosa che si avvicina di più a quello visto in Tenet, ma molto lontano dalle applicazioni viste (ovviamente) nel film.
Nel lungometraggio, tuttavia, c'è qualcosa di estremamente realistico e che sicuramente molti avranno totalmente ignorato anche a causa della complessità del film: il destino degli "abitanti del futuro", che hanno visto il "mare salire di livello" e contaminare la stragrande maggioranza delle riserve di acqua dolce del pianeta. Sicuramente il motivo - come ben sappiamo è che stiamo già vivendo - è uno: lo sfruttamento sempre più avido delle risorse fossili, che hanno creato un riscaldamento climatico tale da far alzare i livelli del mare... un fenomeno a cui attualmente siamo già destinati se non facciamo qualcosa per contrastarlo.