Seleziona una pagina

Il tempo ha un inizio?

 

Che cos’è il tempo e perché va avanti? Immagina il tempo che corre indietro. Le persone sarebbero diventate più giovani invece che più anziane e, dopo una lunga vita di ringiovanimento graduale – disimparando tutto ciò che sanno – sarebbero finite come un scintillio negli occhi dei loro genitori.

Mentre diamo per scontato che il tempo  abbia una determinata direzione, i fisici no: la maggior parte delle leggi naturali sono “reversibili nel tempo”, il che significa che funzionerebbero altrettanto bene se il tempo fosse definito indietro. Allora perché il tempo va sempre avanti? E lo farà sempre?

Qualsiasi concetto universale di tempo deve in definitiva basarsi sull’evoluzione del cosmo stesso. Quando guardi l’ Universo stai vedendo eventi accaduti in passato – ci vuole tempo per raggiungerci. In effetti, anche l’osservazione più semplice può aiutarci a capire il tempo cosmologico: ad esempio il fatto che il cielo notturno è buio.

Se l’Universo avesse un passato infinito e fosse infinito, il cielo notturno sarebbe completamente luminoso, pieno della luce proveniente da un numero infinito di stelle in un cosmo che era sempre esistito.

Per molto tempo gli scienziati, tra cui Albert Einstein, hanno pensato che l’Universo fosse statico e infinito. Da allora le osservazioni hanno dimostrato  che si sta effettivamente espandendo e ad un ritmo accelerato. Ciò significa che deve aver avuto origine da uno stato più compatto che chiamiamo Big Bang, il che implica che il tempo ha un inizio.

In effetti, se cerchiamo una luce abbastanza vecchia, possiamo persino vedere la radiazione delle reliquie del Big Bang, lo sfondo cosmico a microonde . Comprendere questo è stato un primo passo per determinare l’età dell’Universo.

Ma c’è un ostacolo, la teoria della relatività speciale di Einstein, mostra che il tempo è … relativo: più veloce ti muovi rispetto a me, più lento passerà per te rispetto alla mia percezione del tempo. Quindi nel nostro Universo di galassie in espansione, stelle rotanti e pianeti vorticosi, le esperienze del tempo variano: tutto il passato, il presente e il futuro sono relativi.

Quindi c’è un tempo universale su cui tutti potremmo essere d’accordo?

Si scopre che poiché l’Universo è in media lo stesso ovunque e in media sembra lo stesso in ogni direzione, esiste un “tempo cosmico”. Per misurarlo, tutto ciò che dobbiamo fare è misurare le proprietà dello sfondo cosmico a microonde. I cosmologi hanno usato questo per determinare l’età dell’Universo; la sua età cosmica. Si scopre che l’Universo ha 13.8 miliardi di anni.

Quindi sappiamo che molto probabilmente è iniziato il tempo durante il Big Bang. Ma rimane una domanda fastidiosa: che cosa è esattamente il tempo?

Per decomprimere questa domanda, dobbiamo esaminare le proprietà di base dello spazio e del tempo. Nella dimensione dello spazio, puoi muoverti avanti e indietro; i pendolari lo sperimentano ogni giorno. Ma il tempo è diverso, ha una direzione, vai sempre avanti, mai al contrario. Allora perché la dimensione del tempo è irreversibile? Questo è uno dei maggiori problemi irrisolti in fisica.

Per spiegare perché il tempo stesso è irreversibile, dobbiamo trovare processi in natura che siano anche irreversibili. Uno dei pochi concetti del genere in fisica (e vita!) È che le cose tendono a diventare meno “ordinate” col passare del tempo. Lo descriviamo usando una proprietà fisica chiamata entropia che codifica quanto è ordinato qualcosa.

Immagina una scatola di gas in cui tutte le particelle sono state inizialmente collocate in un angolo (uno stato ordinato). Nel corso del tempo avrebbero naturalmente cercato di riempire l’intera scatola (uno stato disordinato) e di riportare le particelle in uno stato ordinato richiederebbe energia.

Questo è irreversibile. È come spezzare un uovo per fare una frittata: una volta che si stende e riempie la padella, non tornerà mai più a forma di uovo. È lo stesso con l’Universo: mentre si evolve, l’entropia complessiva aumenta.

Si scopre che l’entropia è un buon modo per spiegare la freccia del tempo. E mentre può sembrare che l’universo stia diventando più ordinato piuttosto che meno – passando da un mare selvaggio di gas caldo relativamente uniformemente distribuito nelle sue fasi iniziali a stelle, pianeti, umani e articoli sul tempo – è tuttavia possibile che stia aumentando in disordine.

Questo perché la gravità associata a grandi masse potrebbe trascinare la materia in stati apparentemente ordinati – con l’aumento del disordine che pensiamo debba aver avuto luogo in qualche modo nascosto nei campi gravitazionali. Quindi il disordine potrebbe aumentare anche se non lo vediamo.

Ma data la tendenza della natura a preferire il disordine, perché l’Universo è iniziato in uno stato così ordinato in primo luogo? Questo è ancora considerato un mistero. Alcuni ricercatori sostengono che il Big Bang potrebbe non essere nemmeno stato l’inizio, in effetti potrebbero esserci “Universi paralleli” in cui il tempo scorre in direzioni diverse.

Il tempo finirà?

Il tempo ha avuto un inizio, ma se avrà una fine dipende dalla natura dell’energia oscura che sta causando l’espansione ad un ritmo accelerato.

Il ritmo di questa espansione potrebbe alla fine fare a pezzi l’Universo, costringendolo a finire in un Big Rip; in alternativa, l’energia oscura può decadere, invertendo il Big Bang e ponendo fine all’Universo in un Big Crunch; oppure l’Universo potrebbe semplicemente espandersi per sempre.

Ma uno di questi scenari futuri potrebbe finire? Bene, secondo le strane regole della meccanica quantistica, piccole particelle casuali possono momentaneamente fuoriuscire dal vuoto – qualcosa visto costantemente negli esperimenti di fisica delle particelle .

Alcuni hanno sostenuto che l’energia oscura potrebbe causare tali “fluttuazioni quantistiche” dando origine a un nuovo Big Bang, ponendo fine alla nostra linea temporale e avviandone una nuova. Sebbene ciò sia estremamente speculativo e altamente improbabile, ciò che sappiamo è che solo quando capiremo l’energia oscura sapremo il destino dell’Universo.

Quindi qual è il risultato più probabile? Solo il tempo lo dirà….

Pin It on Pinterest

Share This