"Il tempo è ciò che impedisce che tutto accada nello stesso momento." La dichiarazione del fisico John Wheeler riassume giustamente ciò che fa il tempo rispetto a qualsiasi altra cosa. Ciò risalta soprattutto sullo sfondo del fatto che la nostra ricerca degli ingredienti più basilari della realtà non ci ha portato nulla che potesse essere collegato al tempo. Einstein è riuscito più di altri: ha combinato il tempo con lo spazio. Ma anche prima di lui, era chiaro che le leggi della fisica funzionano allo stesso modo, indipendentemente dal fatto che tu stia andando avanti nel tempo o indietro. E questo non si adatta alla nostra esperienza. Che ora è? Ecco cinque delle nostre migliori teorie finora.
Il tempo … è semplicemente
Seguendo la teoria della relatività generale, la meccanica quantistica è arrivata rapidamente e ha stabilito il concetto di tempo a cui siamo abituati. Il ronzio del mondo quantistico corrisponde al ticchettio autoritario di un orologio che è al di fuori di qualsiasi sistema di particelle descritto. Tuttavia, la rappresentazione meccanica quantistica del tempo non è convincente. Prendi l'equazione di Wheeler-DeWitt, che descrive lo stato quantistico dell'intero universo. Se questo sistema è tutto ciò che sappiamo, dove sarebbe il ticchettio dell'orologio quantistico?
Il tempo … solo un'illusione
Il fisico Julian Barbour pensa che potremmo aver bisogno di ammazzare completamente il tempo. Secondo lui, lo spazio e il tempo, uniti dalla teoria della relatività generale di Einstein, devono essere separati. L'unico modo per definire lo spazio, a suo avviso, è considerarlo come una relazione geometrica tra le particelle osservate, indipendentemente dal tempo. Chiama ogni configurazione una "istantanea" che esiste nello "spazio delle possibilità". Nel concetto di Barbour, esistono solo queste immagini. Il tempo non è reale, ma solo una conseguenza della nostra percezione - un'illusione che appare dovuta al fatto che l'universo cambia continuamente da un'immagine all'altra.
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Il tempo … è la freccia dell'entropia
Solo qui lo schema di Barbour non tocca una questione più sottile. Tutte le nostre leggi fisiche sono simmetriche nel tempo, il che significa, matematicamente parlando, che tutto può fluire allo stesso modo avanti e indietro nel tempo. Con un'eccezione. La seconda legge della termodinamica afferma che l'entropia, o la quantità di disordine, aumenta sempre nel tempo nelle singole raccolte di particelle ed energia. La seconda legge spiega perché una pentola d'acqua non può riscaldarsi da sola, ad esempio. L'eccezionale asimmetria di questa legge ha portato molti fisici a pensare che il flusso estremamente unilaterale del tempo sia associato all'entropia. Esiste anche una versione quantistica di questa "freccia entropica del tempo" sviluppata dal fisico Sandu Popescu dell'Università di Bristol nel Regno Unito. Popescu e i suoi colleghi hanno mostratoche possiamo vedere la crescente entropia come risultato della crescita dell'entanglement quantistico.
Tempo … assolutamente reale, dopotutto
Forse la freccia dell'entropia del tempo non è tutta la storia, dice Lee Smolin del Perimeter Institute di Waterloo, in Canada. Osserva che se l'entropia è in costante crescita, allora l'Universo al momento del Big Bang avrebbe dovuto trovarsi in uno stato di bassa entropia (ordine elevato). Ma non c'è spiegazione perché tutto debba essere così. Questo ci riporta alla domanda sul perché le nostre leggi fisiche siano simmetriche nel tempo. Forse abbiamo solo le leggi sbagliate, dice Smolin. Insieme ai colleghi, sta cercando di trovare leggi fondamentali alternative in cui è incorporata la direzione del tempo. L'unico problema è che il suo strano approccio porta al fatto che le leggi cambiano nel tempo.
Il tempo … merita l'uguaglianza
John Vaccaro della Griffith University in Australia sta sperimentando per mettere il tempo e lo spazio su un piano di parità. La meccanica quantistica consente a una particella di esistere in un luogo, ma non in un altro. Forse, dice Vaccaro, consente a una particella di esistere contemporaneamente, ma non un'altra, senza la necessità di interazioni che la creano o la distruggono.
Un tentativo di correggere le equazioni con questo in mente non ha portato a nulla, poiché viola la pietra angolare della fisica: la legge di conservazione della massa. Ma Vaccaro mostra che da sotto i detriti di queste equazioni, la meccanica quantistica può essere ripristinata in una forma corretta. Abbiamo solo bisogno di prove sperimentali per supportare questa idea. Nel 2012, l'esperimento BaBar presso lo SLAC National Accelerator Center in California ha mostrato che le particelle di mesone B decadono in modo diverso in momenti diversi. Forse c'è di più nelle idee di Vaccaro.
ILYA KHEL
