Che cos'è il tempo?

Il tempo è una grandezza fisica ed è misurabile. L'unità di misura del tempo nel S.I. (sistema internazionale) è il secondo (s).

Da sempre l'uomo si è interrogato riguardo al significato del tempo. Questo argomento è stato analizzato in diversi ambiti come l'arte la filosofia e la scienza.

Dal punto di vista scientifico lo studio del tempo inizia agli albori della civiltà con l'osservazione della ciclicità delle stagioni e con l'analisi dei movimenti del sole e degli astri.

Secondo la concezione della fisica classica il tempo è visto come una successione illimitata di attimi; all'interno di questa successione si verificano tutti gli altri fenomeni fisici.

La fisica moderna, dopo le teorie e le intuizioni di Albert Einstein, ci fornisce una concezione del tutto nuova del tempo considerando questa grandezza come una quarta dimensione spaziale, analogamente alle altre 3 nelle quali viviamo.

Prima di trattare della dimensione tempo occorre quindi chiarire alcuni concetti riguardanti le 3 dimensioni spaziali.

Le 3 dimensioni

Immaginiamo un punto euclideo, esso per definizione è privo di dimensioni, da questo punto potremo creare uno spazio.

Trasliamo il nostro punto P lungo una retta r, otteniamo così una prima dimensione spaziale che possiamo chiamare larghezza. Ora eseguiamo una traslazione di questa retta lungo una sua perpendicolare ottenendo un piano r² composto da una seconda dimensione chiamata arbitrariamente altezza. Eseguendo una traslazione di questo piano lungo una perpendicolare al piano otterremo uno spazio euclideo r³ la cui terza dimensione sarà chiamata profondità.

Ogni giorno ci troviamo nella condizione di interagire con tutte queste dimensioni; tuttavia sulla terra queste dimensioni hanno assunto caratteristiche particolari legate soprattutto alla forza di gravità.

Le dimensioni "lunghezza" e "profondità" possono essere facilmente invertite senza grandi cambiamenti, si pensi ad un tappeto quadrato che deve essere posizionato in una stanza vuota. Per quanto riguarda la dimensione "altezza" iniziano a sorgere i primi problemi tecnici legati al fatto che, sulla Terra non si possono invertire le due dimensioni "orizzontali" con la dimensione "verticale": immaginiamo di dover sistemare un armadio nella stanza di prima, mentre possiamo ruotare il tappeto in ogni direzione senza compromettere la sua funzione non possiamo capovolgere un armadio perché verrebbe privato della sua utilità. I suoi cassetti ad esempio funzionano grazie alla forza di gravità e capovolti diventano inutili.

Isotropia delle 3 dimensioni

Immaginiamo ora di uscire dal campo gravitazionale terrestre e di trovarci nello spazio vuoto in assenza di gravità. Tutte le dimensioni sono interscambiabili e i termini "alto" e "basso" perdono il loro significato.

Questa caratteristica delle tre dimensioni si chiama isotropia; nell'universo, infatti, non vi è una direzione preferenziale. La nostra percezione delle dimensioni sulla terra è influenzata dalla presenza di una direzione preferenziale (la verticale) causata dalla presenza di un centro di gravità.

Il tempo inteso come IV dimensione

Immaginiamo ora una retta esterna allo spazio r³ ma perpendicolare ad esso; questa operazione risulta difficile se non impossibile alla nostra mente abituata a vivere nelle tre dimensioni spaziali ma è perfettamente lecita da un punto di vista matematico e geometrico. Tracciando questa retta otteniamo una quarta dimensione che chiameremo tempo. Ogni punto di questa retta costituisce un istante. Questo spazio a 4 dimensioni è stato battezzato "spazio-tempo" da Einstein.