Il libro di Carlo Rovelli

Non solo il tempo perde la sua unicità, ma anche la distinzione tra passato e futuro non è per niente scontata in fisica. Ma come? Sappiamo bene che quello che è successo ieri è passato e quello che succederà domani è futuro! Eppure...
Non è facile il libro di Rovelli, ma forse è bene mettervi in testa qualche concetto "da grandi", quando siete ancora "piccoli", senza la pretesa di spiegarvi nulla, solo con l'obiettivo di lasciarvi delle idee scientifiche con cui crescere.
Rovelli ci dice che esiste un'unica legge fisica generale che distingue il passato dal futuro. Questa legge voi la conoscete: il calore non può passare da un corpo freddo a uno caldo. Avete studiato che le molecole si muovono più velocemente in un corpo caldo di quanto non lo facciano in un corpo freddo. Vi ricordate dell'agitazione termica delle molecole nei solidi, nei liquidi e nei gas? Il movimento delle molecole è molto lento, quasi assente nei solidi, aumenta nei liquidi e diventa caotico nei gas. Dallo stato solido a quello gassoso aumenta non solo l'agitazione termica delle molecole ma anche il disordine. Ecco, in fisica esiste una grandezza, chiamata entropia, che misura il livello di disordine. L'entropia in un processo fisico isolato resta uguale o cresce, ma non può diminuire. Il calore può passare da un corpo caldo ad uno freddo e non viceversa perché solo nel primo caso aumenta il disordine, cioè l'entropia. Si chiama secondo principio della termodinamica ed è una legge fisica fondamentale. Questa è la legge che introduce la freccia del tempo in fisica. Nel nostro Universo l'entropia era bassa in passato e sta aumentando, questa è la direzionalità dei processi. È questo il tempo? Questo è quello che succede nel mondo macroscopico. Attenti però perché a livello di singole particelle elementari, nel mondo microscopico, la differenza tra passato e futuro non esiste.

La fisica raccontata da Carlo Rovelli e il mistero su "L'ordine del tempo" e un'immagine ripresa dal libro (licensed through I.M.P.S., Brussels - www.smurf.com).

Il tempo, poi, non viene rallentanto solo dalle masse. Einstein, infatti, comprese che anche la velocità poteva rallentare il tempo. A velocità maggiori, anche il tempo scorre più velocemente. Sembra tutto così poco intuitivo, ma lo stesso GPS (Global Positioning System) che usiamo per orientarci funziona tenendo conto di questo effetto (leggete anche Ma che c'entra Einstein con il GPS?). L'orologio di un uomo in movimento va più lentamente e l'uomo invecchia meno di un suo coetaneo fermo... Sarà l'effetto dell'esercizio fisico?! No... Per un oggetto in moto il tempo è contratto, ci ricorda Rovelli (leggi anche Einstein e il tempo). Ora state bene attenti: ha senso chiedersi cosa sta accadendo adesso, per esempio, su un pianeta a noi "vicino"? Supponiamo che il pianeta sia in un sistema planetario a 4 anni luce da noi. Supponiamo che un nostro amico sia su questo pianeta e stia festeggiando il suo trentesimo compleanno; mentre lo fa noi possiamo vederlo con un "supertelescopio". Gli mandiamo quindi un messaggio, che arriverà dopo 4 anni, quando avrà 34 anni. Il nostro amico capirà o no che il messaggio gli è stato spedito per il suo trentesimo compleanno? Ebbene, c'è un "problema", né noi né il nostro amico siamo fermi l'uno rispetto all'altro. I nostri sistemi planetari si stanno muovendo. Il tempo scorre in maniera diversa sul nostro pianeta rispetto a come scorre sul pianeta del nostro amico... In conclusione, il trentesimo compleanno dell'amico e l'invio del messaggio, che sono per me due eventi simultanei, non lo sono per lui...Ops! Il presente dell'Universo non significa nulla, e non esiste un "adesso" valido in tutto l'Universo.
Perché allora abbiamo sempre pensato, fino ad Einstein, che il tempo scorresse alla stessa maniera ovunque? Tempo è una parola indoeuropea che significa "dividere" e infatti, noi dividiamo gli anni in mesi, i mesi in giorni, i giorni in ore e così via. In passato, mezzogiorno corrispondeva al sole alto a "mezzodì" ed era diverso da città a città. Nel 1883 si arrivò a dividere il mondo in fusi "orari" così da avere uno stesso orario all'interno di ogni fuso. Così il tempo è stato standardizzato in tutto il mondo. Il filosofo greco Aristotele (384/383-322 a.C.) affermava che il tempo è solo la misura del cambiamento e fino a Newton (1642-1727) questo fu il concetto dominante. Netwon affermava, invece, che il tempo esiste anche quando nulla cambia, esiste cioè un tempo assoluto. Molti storsero il naso all'idea di tempo assoluto di Newton e si dice che il filosofo Leibniz (1646-1716), abbia tolto la "t" dal suo nome "Leibnitz" in difesa dell'idea aristoteliana che il tempo non esiste di per sé, ma solo come sequenza di eventi. Einstein nei primi anni del 1900 fece una sintesi tra il pensiero di Aristotele e quello di Newton "inventandosi" lo spazio-tempo. Il tempo e lo spazio sono reali, come pensava Netwon, ma non esistono separatamente. Formano, invece, insieme una "trama gravitazionale", quella specie di "telo elastico", che reagisce curvandosi in presenza di massa. Lo spazio-tempo però non è assoluto e indipendente da quanto accade e in questo aveva ragione Aristotele, perché ha senso chiedersi "quando" e "come" solo rispetto a qualcosa. Così il tempo ha perso anche la sua indipendenza dal resto del mondo. Il tempo scorre in maniera diversa ad altezze e velocità diverse, a livello microscopico non ha una direzione, cioè passato e futuro non esistono e non è unico, non esiste "adesso" in tutto l'Universo. Wow!
La storia continua con le proprietà quantistiche dello spazio-tempo, ma qui ci fermiamo perché non abbiamo più tempo...
Vi ricordo solo che quando il "telo dello spazio-tempo" si muove perché per esempio due stelle a neutroni si scontrano, si generano onde gravitazionali e di questo ne riparleremo...

Manuela Casasoli (manuela_casasoli@yahoo.it)