U tempu hè un grande passatu, un futuru incertu

Tutti pigliamu per scontru chì a freccia di u tempu sempre punta à u futuru. In un sistema disconnected da una fonte esterna di energia - è questu, apparentemente, hè u nostru Universu - tuttu cambia da urdinatu à disordine.

Appiicatu à e lege di a termodinamica, u principiu di u flussu di u tempu longu à a freccia significa chì ùn pudete micca mette un ughjettu caldu in una stanza fridda è aspittà chì diventerà più freti, è l'ughjettu più caldu. Diversi esperimenti anu dimustratu chì ancu à u livellu quantum, u cumpurtamentu di particeddi depende significativamente di e cundizioni iniziali. In altri palori, si movenu in a direzzione chì simu abituati à u tempu.

Ricertamenti, però, ci sò più è più segni chì qualcosa hè sbagliatu cù a nostra cunniscenza di u tempu. Forse micca abbastanza per dubbità a so esistenza, ma per pensà à cumu duvemu capisce - questu hè sicuru.

Nisun riscaldamentu in u statu intricatu

Un gruppu di fisici in l'Università Federale ABC in Brasile hà recentemente decisu di studià u cloroformu, chì hè custituitu da un atomu di carbone ligatu à un atomu d'idrogenu è trè atomi di cloru. I scientisti anu utilizatu un forte campu magneticu è l'acetone per manipulà e proprietà di cumpunenti atomichi. Questu li hà permessu di "ascoltà" u cumpurtamentu di particeddi cù un aumentu graduali di l'energia di i nuclei per l'azzione di resonance magnetichi. Sicondu a regula di a freccia di u tempu, i nuclei atomichi "riscaldanti" devenu dà l'energia di i muvimenti caòtichi à l'atomi più freti finu à chì u statu di l'energia di u tuttu diventa ancu.

Cumu duvemu capisce u tempu?

In circustanze normale, questu seria accadutu. Tuttavia, i circadori anu truvatu una eccezzioni intrigante - un casu induve e particelle sò correlate l'una cù l'altru. A correlazione di particelle hà cambiatu significativamente a manera chì l'energia hè distribuita trà i corpi paragunatu à ciò chì succede di solitu. I nuclei di l'idrogenu eccitati sò diventati "più caldi" è u so cumpagnu di carbone intricatu più fretu hè diventatu "più friddu".

Cum'è l'autori di l'esperimentu cuncludi, sti risultati sò termodinamicamenti equivalenti vultà à u passatu in una scala assai chjuca, ma sempre in u nostru universu, induve a regula di u passaghju di u tempu hè presuntamente "sacra". "Videmu un flussu spontaneu di calore da un sistema friddu à un caldu", i circadori anu scrittu in un documentu publicatu nantu à u repository arXiv.org.

Freccia psicologica è termodinamica

Stephen Hawking in a so A Breve Storia di u Tempu , hà scrittu chì u disordine aumenta cù u tempu perchè misuramu u tempu in a direzzione in quale u disordine aumenta. Questu significava chì avemu qualchì scelta, chì pudemu, per esempiu, osservà prima i frammenti di vetru rottu spargugliatu nantu à u pianu, dopu u mumentu chì u vetru chjappà à u pianu, dopu u vetru in l'aria è, infine, in manu. di una persona chì tene u so. Ùn ci hè micca una regula scientifica chì a "freccia psicologica di u tempu" deve andà in a listessa direzzione di a freccia termodinamica, è l'entropia di u sistema aumenta. In ogni casu, parechji scientisti credi chì questu hè cusì perchè i cambiamenti energetichi sò in u core umanu, simili à quelli chì avemu osservatu in a natura. U cervellu hà l'energia per agisce, osservà è ragiunà, perchè u "motore" umanu brusgia carburante-alimentu è, cum'è in un mutore di combustione interna, stu prucessu hè irreversibile.

Tuttavia, ci sò casi quandu, mentri mantene una direzzione di a freccia psicologica di u tempu in diversi sistemi L'entropia cresce è scende - per esempiu, quandu si guarda dati in a memoria di l'urdinatore. I moduli di memoria in a macchina passanu da u statu micca ordinatu à l'ordine di scrittura di discu. Cusì, l'entropia in l'urdinatore hè ridutta. In ogni casu, ogni fisicu dicerà chì, da u puntu di vista di l'universu in tuttu, hè crescente, perchè ci vole energia per scrive à un discu, è sta energia hè dissipata in forma di calore generata da una macchina. Ci hè una ligera resistenza "psiculogica" à e lege stabilite di a fisica quì. Ci hè difficiule di crede chì ciò chì esce cù u rumore da u fan hè più impurtante ch'è l'arregistramentu di un travagliu o un altru valore in memoria.

Digià in u 1967 ci era Equazione Wheeler-DeWittchì significava chì ùn ci era micca tempu cum'è tali. Era un tentativu di cunghjuntà matematicamente l'idee di a meccanica quantistica è a relatività generale, un passu versu a teoria di a gravità quantistica, i.e. a Teoria di tuttu u desideriu di tutti i scientisti. Solu in u 1983 hà fattu a fisica Don Pagina i William Wuthers pruposti una spiegazione sicondu a quale u prublema di u tempu pò esse aggiratu cù u cuncettu entanglement quantum. Anu prupostu u cuncettu chì solu e proprietà di un sistema digià definitu ponu esse misurati. Da un puntu di vista matimàticu, a so pruposta significava chì u clock ùn funziona micca isolatu da u sistema è principia solu quandu hè intricatu cù un universu particulari.

Hè solu una illusione ?

Hè pussibule interpretà a teoria quantistica simmetricamente in u tempu, senza permette l'influenza di u presente in u passatu? dumanda in una dissertazione publicata in Proceedings of the Royal Society Matteu S. Leifer Oraz Matteu F. Pusey. Sì una tale teoria deve esse simmetrica, è i fisici curanu, allora, sfurtunatamenti, a pussibilità sopra deve esse.

I fans ùn anu micca prublemi à cuntà teoria multiversucum'è pò esse digià vistu in u cuncettu di Page è Wouters. U prublema di simetria hè risolta bè in questu, è per spiegà i fenomeni ùn hè micca bisognu di vultà a freccia di u tempu. Hè solu chì i risultati diffirenti di l'esperimenti sò l'equivalenti di mondi diffirenti in quale una particella pò cumportà un modu o un altru.

Mudellu di esperimentu in cloroformu

fisicu britannicu Julian Barbour hà scrittu parechji libri circa u tempu hè solu una illusione. U più famosu di questi hè The End of Time: The Next Revolution in Our Understanding of the Universe, 1999. L'universu, quandu hè fattu di cunfigurazioni fluttuanti di a materia, dà l'impressione chì u tempu passa, dice Barbour. U flussu di a cuscenza è u sintimu di u presente, chì dura circa un secondu, tuttu succede in a testa di a ghjente. U nostru cervellu hà infurmazione nantu à u passatu recente, ma micca per via di una relazione causale chì torna à e cunfigurazioni passate. Piuttostu, hè un trattu di pensà, forse necessariu per voi di pensà à tuttu.

Barbour nota chì Einstein in una di e so ultime lettere scrive: "A ghjente cum'è noi chì crede in a fisica sanu chì a diffarenza trà u passatu, u presente è u futuru hè solu una illusione persistente". L'opinioni di Barbour sò cunsiderate "scienza à u bordu", ma assai fisici serii (cumprese figure famose cum'è Lee Smolin i Lyubosh Motl) sò cunsiderate "interessanti", micca "pazzi". Ci hè una certa eleganza à u cuncettu di timelessness, chì hè per quessa appellu à i fisici.

Sicondu i teorichi chì cuntinueghjanu u pensamentu di Barbour, u tempu hè un cuncettu inventatu da l'omu in modu chì pudemu distinguishà ciò chì hè "avà" da ciò chì percivemu cum'è "passatu". U cuncettu di u tempu ferma solu una illusione di a nostra mente, perchè in fattu tuttu ciò chì era è serà succede in ogni mumentu. Dui anni fà, una tale dichjarazione hè stata fatta da un gruppu di fisici di u Massachusetts Institute of Technology.

Sti scientisti sustennu chì l'universu hè custituitu di "blocchi" in quale u tempu è u spaziu sò cunnessi, furmendu ciò chì hè cunnisciutu com'è spaziu-tempu. Sta tiurìa, cunsistenti cù teoria di a relatività Einstein suggerisce chì u spaziu è u tempu sò parti di un universu quadridimensionale in quale tuttu ciò chì succede hà e so coordenate uniche in u spaziu-tempu.

 - riassume a ricerca di i so culleghi Max Tegmark z S. — 

Da u puntu di vista di a fisica quantistica, hè sempre pussibule di pruvà chì u tempu "esiste" perchè funziona in l'assunzioni assai di l'esperimentu, cum'è a toxicità di una sustanza posta in una scatula cù u ghjattu di Schrödinger. U tempu hè psicologicamente parte di u paisaghju chì creamu per a nostra cunniscenza. In verità, u so passaghju da u passatu à u futuru hè sottumessu à u listessu scrutinu cum'è tuttu u restu.

Questu hè a fine. In u sensu chì u tempu finisci cum'è una materia di corsu, chì ùn deve esse pruvata. S'ellu serà eventualmente ancu una dimensione spaziu-tempu è una vera misura di l'universu resta da decide. Finu a ora, in u duellu trà a fisica teorica è l'intuizione generale, l'ultima hà un vantaghju significativu. Ma forse ùn sà ch'ella hà fattu un sbagliu è hà digià persu ?

Time Arrow - Mostra a direzzione di u flussu di u tempu. U cuncettu hè statu introduttu è popularizatu da l'astrofisicu britannicu Arthur Eddington in u 1927, autore di The Nature of the Physical World , publicatu un annu dopu. U tempu scorri sempre da u passatu à u futuru è mai vice versa, vale à dì hè unidirezionale, asimmetricu è irreversibile. Pò esse divisu in passatu, presente è futuru. Sinonimi per a freccia di u tempu: direzzione di u tempu, asimmetria di u tempu, anisotropia di u tempu, irreversibilità di u tempu è unidirezzione di u tempu.