Molti associano equivocamente i viaggi nel tempo alla meccanica quantistica come se i quanti fossero una porta segreta sul passato. In realtà il "viaggio nel passato" nasce prima di tutto in relatività generale dove alcune soluzioni matematiche delle equazioni di Einstein ammettono curve "tempo-like" chiuse, cioè traiettorie che riporterebbero un osservatore nel proprio passato.
La meccanica quantistica arriva dopo chiedendosi: un universo del genere può essere fisicamente consistente?
Stephen Hawking formulò l'idea (con tono quasi ironico) che esista una sorta di "agenzia di protezione della cronologia" ovvero che gli effetti quantistici potrebbero rendere instabile o irrealizzabile la formazione di regioni con traiettorie che riporterebbero un osservatore nel proprio passato, impedendo quindi la nascita di una macchina del tempo. Se il tempo fosse "circolare" potrebbero crescere enormemente le quantità fisiche legate ai campi quantistici e alla loro retroazione gravitazionale fino a distruggere le condizioni che renderebbero possibile la violazione di causalità.
Si potrebbe dire però che se la quantistica è "non locale" allora si potrebbe mandare un messaggio nel passato. Però le correlazioni quantistiche (come l'entanglement) sono "stranianti" ovvero non sono un canale controllabile per inviare informazione a ritroso. Il motivo tecnico è quindi solo nella teoria stessa perché è costruita in modo da impedire comunicazioni superluminali e retro-causali.
Supponiamo allora che una regione di spazio-tempo con curve di tempo chiuse esista e sia accessibile, in questo caso bisognerebbe scrivere una regola fisica coerente per ciò che accade quando un sistema quantistico "incontra" una sua versione passata, e qui compaiono modelli teorici interessanti:
Deutsch propose una condizione di "autoconsistenza quantistica", ovvero che lo stato che entra nel "circuito temporale" deve essere un punto fisso della dinamica in modo da evitare contraddizioni. La cosa notevole è che in questo scenario certi comportamenti diventano "non classici" in modo molto forte (con effetti computazionali e logici insoliti).
Lloyd, Maccone, Garcia-Patron, Giovannetti, Shikano, Pirandola, Rozema, Darabi e Soudagar invece propongono un approccio alternativo basato sulla "post-selezione" (ovvero selezionare solo le storie consistenti). Anche qui i paradossi vengono evitati ma la fisica risultante non coincide con quella precedente di Deutsch.
Questi modelli non dimostrano che il viaggio nel tempo sia possibile ma dimostrano che se si vuole immaginare la curva del tempo chiusa si deve pagare un prezzo teorico sotto forma di dinamiche "effettive" non standard per salvarne la consistenza, e c'è un punto ancora più significativo dato che esistono esperimenti che hanno simulato in laboratorio il comportamento previsto da alcuni di questi modelli (senza ovviamente creare una curva chiusa reale nello spazio-tempo) e quindi la simulazione non è una macchina del tempo ma un test concettuale su come certe regole si comporterebbero.
C'è poi un'area dove la quantistica gioca davvero con il nostro istinto temporale, quelli che vengono definiti come i processi a ordine causale indefinito (come il quantum switch).
Nel quantum switch due operazioni possono essere applicate in una sovrapposizione di ordini in modo coerente (prima A poi B e prima B poi A). In questo caso si ha un risultato reale e sperimentato ma non significa che un'informazione viaggi realmente nel passato, significa solo che l'ordine delle operazioni in certi protocolli non è un dato classico fisso.
Quindi la quantistica può rendere meno rigida la nostra idea di "prima e dopo" senza entrare nel paradosso ed è come se la teoria dicesse: puoi mettere in discussione la forma del corridoio ma non puoi far crollare l'edificio.
Il "viaggio nel tempo" è un concetto affascinate ma la fisica sembra insistere su un principio più rigido, ovvero non tanto che "non puoi tornare indietro nel tempo" quanto invece che "non puoi ottenere contraddizioni". Se esistessero "scorciatoie" queste dovrebbero rispettare dei vincoli di coerenza talmente stringenti da trasformare la fantasia in un labirinto di condizioni.
Forse la lezione non è che il tempo sia inviolabile come un dogma, ma che la realtà fisica difende la consistenza più di quanto difenda la nostra intuizione.
La quantistica non è un permesso di trasgressione ma è un linguaggio in cui l'universo ammette le possibilità ma non ammette incoerenze sfruttabili. In questo senso il tempo "non perdona" non perché sia morale ma perché la causalità è una condizione di esistenza di quel racconto che noi chiamiamo mondo.