L'orologio fondamentale dell'Universo è molto più veloce di quanto immaginassimo

Come un metronomo tiene il tempo per un musicista, allo stesso modo potrebbe esistere un orologio fondamentale che tiene il tempo dell'intero Universo. Tipicamente il tempo è visto come una dimensione, simile a quelle spaziali, ma secondo alcuni teorici potrebbe derivare da un processo fisico, come per un orologio.

Se l'Universo possedesse un orologio fondamentale questo dovrebbe ticchettare più di un milioni di miliardi di miliardi di volte al secondo.

Secondo la fisica delle particelle, quest'ultime possono ottenere delle proprietà interagendo con dei campi: le particelle acquisiscono una massa interagendo con il campo di Higgs, veicolato dall'omonimo bosone. Allo stesso modo i corpi potrebbero "sentire" lo scorrere del tempo in un modo simile, interagendo con un campo che oscilla, ogni oscillazione corrisponderebbe a un tic dell'orologio.

Il tempo è un concetto difficile da maneggiare in fisica: per la meccanica quantistica è un background, un'entità esterna rispetto alle particelle che vogliamo descrivere; per la Relatività Generale è una dimensione comparabile alle 3 spaziali e il cui flusso può essere alterato dalla presenza di un campo gravitazionale.

"Il problema del tempo è abbastanza importante" dice Flaminia Giacomini, del Perimeter Institute di Waterloo in Canada, riguardo alla possibilità di unificare la Relatività Generale e la Meccanica Quantistica. Studiare i diversi meccanismi che possono riprodurre il tempo, incluso l'orologio fondamentale, può aiutare la creazione di nuove teorie (per ora niente viaggi del tempo però).

Le teorie sono molto importanti ma hanno la necessità di essere dimostrate sperimentalmente; gli scienziati hanno quindi ipotizzato gli effetti dell'orologio fondamentale sugli orologi atomici.

Se il metronomo fondamentale è troppo lento, gli orologi atomici andrebbero velocemente fuori sincrono e ticchetterebbero a intervalli irregolari. Questo non accade, infatti gli orologi atomici sono il metodo più preciso per misurare lo scorrere del tempo e, evidentemente, l'eventuale cronometro fondamentale deve oscillare molto velocemente. Ma quanto?

I fisici sospettano che ci sia un limite sulle parti in cui può essere diviso un secondo. La meccanica quantistica proibisce divisioni più piccole di 10 alla meno 43, la scala di Planck. Un intervallo pari al tempo di Planck sembra ragionevole per un eventuale orologio fondamentale.

Per verificare la loro idea, i ricercatori devono aumentare la frequenza di oscillazione degli attuali orologi atomici di circa 20 miliardi di volte. Un aumento considerevole ma non impossibile, almeno secondo alcuni scienziati, e magari potrebbe essere d'aiuto il Large Hadron Collider, lo strumento più vicino alla scala di Planck attualmente disponibile.