È chiaro che l'universo si
evolve col passare del tempo – l'universo dei primi istanti era caldo e denso,
quello attuale è freddo e rarefatto. Ma il collegamento che farò è molto più
profondo. L'aspetto più misterioso del tempo è che ha una direzione: il passato
è diverso dal futuro. È la cosiddetta freccia del tempo: diversamente da
quanto accade per le direzioni spaziali, che nascono tutte uguali, l'universo
ha indiscutibilmente una direzione preferita per il tempo. Uno dei principali
motivi conduttori di questo libro è che la freccia del tempo esiste perché
l'universo evolve in un certo modo.
La ragione per cui il
tempo ha una direzione è che l'universo è pieno di processi irreversibili, cose
che avvengono in una direzione temporale, ma mai in direzione opposta. Possiamo
trasformare un uovo in frittata ma non una frittata in uovo. Il latte si
mescola col caffè; i combustibili bruciano e si trasformano in gas di scarico;
le persone nascono, invecchiano e muoiono. Ovunque in natura troviamo
successioni di eventi in cui un certo tipo di evento accade sempre prima e un
altro dopo; sono queste successioni, tutte insieme, a definire la freccia del
tempo.
È piuttosto notevole che
alla base della nostra comprensione dei processi irreversibili vi sia un
singolo concetto: una quantità chiamata entropia, che misura il grado di
disordine di un oggetto o di un conglomerato di oggetti. L'entropia ha
un'ostinata tendenza ad aumentare, o almeno a rimanere costante, col passare
del tempo: è il famoso secondo principio della termodinamica. È il motivo per
cui l'entropia vuole aumentare è ingannevolmente semplice: ci sono più modi di
essere disordinati che ordinati, quindi (a parità di altre condizioni) una
configurazione ordinata tenderà naturalmente verso un maggiore disordine. Non è
così difficile rimescolare le molecole dell'uovo per farne una frittata, ma
risistemarle con delicatezza una per una nella configurazione dell'uovo va
oltre le nostre possibilità.
La storia che i fisici
sogliono ripetere a sé stessi normalmente finisce qui. Ma c'è un ingrediente
assolutamente cruciale che non ha ricevuto sufficiente attenzione: se
nell'universo tutto evolve verso un disordine maggiore, la configurazione
iniziale doveva per forza essere estremamente ordinata. L'intera catena logica
che pretende di spiegare perché non si può trasformare una frittata in uovo a
quanto pare si regge su un'ipotesi molto importante riguardante l'universo al
momento del suo inizio, cioè che esso si trovasse in uno stato di entropia
molto bassa, dunque molto ordinato.
La freccia del tempo
collega l'universo primordiale a qualcosa che sperimentiamo letteralmente in
ogni momento della nostra vita. Non si tratta solo di sbattere le uova o di
altri processi irreversibili, come mescolare il latte al caffè, o il fatto che
una stanza non ben tenuta diventa sempre più disordinata. La freccia del tempo
è la ragione per cui il tempo sembra scorrere o, se preferite, per cui ci
sembra di muoverci nel tempo. Quella per cui ricordiamo il passato e non il
futuro, quella per cui cresciamo, invecchiamo e da ultimo moriamo. È il motivo
per cui crediamo in causa ed effetto, ed è fondamentale per il nostro concetto
di libero arbitrio.
E
tutto questo a causa del big bang.
Sean
Carroll, Dall’Eternità a Qui - La ricerca della teoria ultima del tempo -Adelphi,
Milano, 2011, Biblioteca scientifica 49
