Perché il tempo può solo andare avanti?

Perché il tempo può solo andare avanti?

Immagina di rompere un uovo per preparare il pranzo. Un gesto comune, semplice e banale. Ora prova a rispondere a questa domanda apparentemente sciocca: perché una volta che l’hai rotto non puoi andare indietro nel tempo e rimettere dentro il suo contenuto? Può sembrarti ridicolo, ma se ci pensi bene la risposta non è ovvia.

Per rispondere a questa domanda bisogna parlare di fisica e del concetto di tempo. Il tempo per Newton, ad esempio, non scorreva né avanti, né indietroLe leggi fondamentali della fisica non distinguono tra passato e futuro.

Il primo a ragionare sul tempo è stato il fisico austriaco Ludwig Boltzmann, alla fine del 19esimo secolo. A quel tempo quelle che per noi oggi sono certezze erano idee messe in discussione. Ad esempio, che ogni cosa nel mondo fosse composta da atomi. Boltzmann era convinto dell’esistenza degli atomi, ma erano pochi a crederla come lui. Per spiegare lo scorrere del tempo bisogna cominciare da loro.

A quel tempo si stava teorizzando la termodinamica, e molti degli oppositori di Boltzmann credevano che il calore fosse semplicemente “calore“, mentre per il fisico austriaco il calore era causato dagli atomi. Per spiegarlo bisognava rivolgersi all’entropia, “il grado di disordine di un sistema che aumenta col tempo“. Per semplificare, quando metti un cubetto di ghiaccio in un bicchiere e si scioglie l’entropia nel bicchiere cresce.

A questo principio si associa la cosiddetta “freccia del tempo“, quella cioè che ci permette di separare passato e futuro. Pensa a una boccetta tappata. Le molecole che si trovano dentro sono costrette, non avendo spazio, a restare ordinate. Quando la boccetta viene stappata le molecole cominciano a staccarsi, si urtano tra di loro e escono a disperdersi, e il sistema diventa disordinato. Per raggiungere un nuovo ordine, per svolgere cioè un lavoro, deve essere consumata dell’energia. 

Nell’universo c’è sempre un maggiore aumento di disordine rispetto all’ordine. Tutto l’universo si muove da un basso livello di entropia a uno più alto. Dopo il Big Bang l’universo ha iniziato a espandersi e la sua temperatura da altissima è scesa, lasciando allo stesso tempo meno energia disponibile per svolgere lavoro utile nel futuro per riordinare le cose.

E per tornare al nostro uovo dell’inizio, non è possibile ricostruirlo perché ci sono molti modi per organizzare i pezzi di un guscio ma la quasi totalità porta nuovamente a un uovo rotto. L’entropia aumenta sempre di più perché è molto più semplice per le cose essere disordinate e così la freccia del tempo si adegua e segue anch’essa questa direzione.

Immagine via Flickr