Il tempo è certamente un argomento molto complesso in fisica e ci sono persone che credono che il tempo non esista realmente. Un argomento comune che usano è che Einstein ha dimostrato che tutto è relativo, quindi il tempo è irrilevante. Nel libro bestseller "The Secret", gli autori scrivono: "Il tempo è solo un'illusione". È proprio vero? Il tempo è solo un frutto della nostra immaginazione?
Tra i fisici, non c'è dubbio che il tempo esista davvero, veramente. È un fenomeno misurabile e osservabile. I fisici sono solo un po 'divisi su ciò che causa questa esistenza e cosa significa dire che esiste. In effetti, questa domanda confina con il regno della metafisica e dell'ontologia (la filosofia dell'esistenza) tanto quanto sulle questioni strettamente empiriche sul tempo che la fisica è ben attrezzata per affrontare.
La freccia del tempo e dell'entropia
La frase "la freccia del tempo" fu coniata nel 1927 da Sir Arthur Eddington e resa popolare nel suo libro del 1928 "La natura del mondo fisico". Fondamentalmente, la freccia del tempo è l'idea che il tempo scorre in una sola direzione, al contrario delle dimensioni dello spazio che non hanno un orientamento preferito. Eddington fa tre punti specifici riguardo alla freccia del tempo:
- È vividamente riconosciuto dalla coscienza.
- È altrettanto insistito dalla nostra facoltà di ragionamento, che ci dice che un capovolgimento della freccia renderebbe il mondo esterno privo di senso.
- Non compare nella scienza fisica se non nello studio dell'organizzazione di un certo numero di individui. Qui la freccia indica la direzione di aumento progressivo dell'elemento casuale.
Le cose decadono
I primi due punti sono certamente interessanti, ma è il terzo punto che cattura la fisica della freccia del tempo. Il fattore distintivo della freccia del tempo è che punta nella direzione dell'aumento dell'entropia, secondo la seconda legge della termodinamica. Le cose nel nostro universo decadono come un corso di processi naturali, basati sul tempo, ma non riacquistano spontaneamente l'ordine senza molto lavoro.
Il tempo è dappertutto
C'è un livello più profondo in ciò che dice Eddington al punto tre, tuttavia, e cioè che "Non fa la sua comparsa nella scienza fisica tranne ..." Cosa significa? Il tempo è dappertutto in fisica.
Anche se questo è certamente vero, la cosa curiosa è che le leggi della fisica sono "reversibili nel tempo", vale a dire che le leggi stesse sembrano funzionare perfettamente se l'universo fosse giocato al contrario. Dal punto di vista della fisica, non c'è una vera ragione per cui la freccia del tempo dovrebbe necessariamente andare avanti.
L'entropia aumenta continuamente
La spiegazione più comune è che in un passato molto remoto, l'universo aveva un alto grado di ordine (o bassa entropia). A causa di questa "condizione al contorno", le leggi naturali sono tali che l'entropia è in continuo aumento. (Questo è l'argomento di base avanzato nel libro di Sean Carroll del 2010 "From Eternity to Here: The Quest for the Ultimate Theory of Time", sebbene egli si spinga oltre nel suggerire possibili spiegazioni del motivo per cui l'universo potrebbe essere iniziato con così tanto ordine. )
"Il segreto" e il tempo
Un malinteso comune diffuso da una discussione poco chiara sulla natura della relatività e di altri fisici legati al tempo è che il tempo, in effetti, non esiste affatto. Ciò si verifica in una serie di aree che sono comunemente classificate come pseudoscienza o persino misticismo, ma vorrei affrontare un aspetto particolare in questo articolo.
Nel bestseller di auto-aiuto (e video) "The Secret", gli autori affermano che i fisici hanno dimostrato che il tempo non esiste. Considera alcune delle seguenti righe della sezione "Quanto tempo ci vuole?" nel capitolo "Come usare il segreto" del libro:
"Il tempo è solo un'illusione. Einstein ce l'ha detto."
"Quello che ci dicono i fisici quantistici ed Einstein è che tutto sta accadendo simultaneamente."
"Non c'è tempo per l'Universo e non c'è dimensione per l'Universo."
Dichiarazioni false
Tutte e tre le affermazioni di cui sopra sono categoricamente false, secondo la maggior parte dei fisici (specialmente Einstein!). Il tempo è in realtà parte integrante dell'universo. Come accennato in precedenza, il concetto molto lineare di tempo è legato al concetto della Seconda Legge della Termodinamica, che è vista da molti fisici come una delle leggi più importanti di tutta la fisica! Senza il tempo come proprietà reale dell'universo, la Seconda Legge diventa priva di significato.
Ciò che è vero è che Einstein ha dimostrato, attraverso la sua teoria della relatività, che il tempo di per sé non era una quantità assoluta. Piuttosto, il tempo e lo spazio sono uniti in un modo molto preciso per formare lo spazio-tempo, e questo spazio-tempo è una misura assoluta che può essere usata - di nuovo, in un modo matematico molto preciso - per determinare come differenti processi fisici in differenti le posizioni interagiscono tra loro.
Non succede tutto contemporaneamente
Tuttavia, ciò non significa che tutto stia accadendo contemporaneamente. In effetti, Einstein credeva fermamente - sulla base dell'evidenza delle sue equazioni (come E = mc2) - che nessuna informazione possa viaggiare più veloce della velocità della luce. Ogni punto nello spazio-tempo è limitato nel modo in cui può comunicare con altre regioni dello spazio-tempo. L'idea che tutto avvenga simultaneamente è esattamente contraria ai risultati sviluppati da Einstein.
Questo e altri errori fisici in The Secret sono perfettamente comprensibili perché il fatto è che si tratta di argomenti molto complessi e non sono necessariamente completamente compresi dai fisici. Tuttavia, solo perché i fisici non hanno necessariamente una comprensione completa di un concetto come il tempo non significa che sia valido dire che non hanno comprensione del tempo, o che hanno cancellato l'intero concetto come irreale. Assolutamente no.
Trasformare il tempo
Un'altra complicazione nella comprensione del tempo è dimostrata dal libro di Lee Smolin del 2013 "Time Reborn: From the Crisis in Physics to the Future of the Universe", in cui sostiene che la scienza (come affermano i mistici) tratta il tempo come un'illusione. Invece, pensa che dovremmo trattare il tempo come una quantità fondamentalmente reale e, se lo prendiamo sul serio come tale, scopriremo le leggi della fisica che si evolvono nel tempo. Resta da vedere se questo appello si tradurrà effettivamente in nuove intuizioni sui fondamenti della fisica.
A cura di Anne Marie Helmenstine, Ph.D.