Il tempo scorre in due direzioni, anche verso il passato: cos’hanno scoperto i fisici quantistici – Un team di ricerca dell’Università di Surrey, con l’aiuto della fisica quantistica, ha scoperto che il tempo potrebbe scorrere ugualmente in entrambe le direzioni, senza alcuna differenza tra passato e futuro.
Il rapporto dell’essere umano con il tempo è stato complesso da sempre; fosse anche solo perché in esso si personifica la caducità dell’individuo. Prima divinità, poi dimensione, per alcuni filosofi un semplice flusso interiore, eppure il tempo noi lo percepiamo, ne avvertiamo lo scorrere come di un fiume in piena che inevitabilmente ci travolge. Un fiume che muove seguendo un flusso ben preciso, costante: dai ricordi del passato verso le incertezze e le aspettative del futuro. A darcene conferma sono le esperienze di vita quotidiana, un bicchiere che cade e si rompe, ad esempio, non può ricomporsi da solo. In altre parole, da sempre siamo portati a pensare che esista una “
«freccia del tempo» con un verso ben preciso e che essa sia una caratteristica fondamentale della natura. Eppure, la scienza sembrerebbe non essere d’accordo e si è chiesta se effettivamente non stessimo perdendo di vista un tassello fondamentale dell’intricato mosaico del tempo. Ma da dove nascono i dubbi?
Cosa dice la fisica?
Il problema principale è in realtà sotto gli occhi di tutti, ovvero le leggi della fisica non prevedono in alcun modo che esista un’unica direzione del tempo. Le leggi di Newton, che governano il moto dei pianeti, funzionano in egual modo indipendentemente da come facciamo girare le lancette dell’orologio. A cosa è dovuta, dunque, questa nostra diversa percezione, perché il tempo sembra scorrere solo in avanti? Questa è una delle domande a cui il team di ricercatori dell’Università di Surrey, in Gran Bretagna, di cui fa parte l’italiano Andrea Rocco, ha cercato di dare una risposta. Per farlo, come descritto nel loro lavoro pubblicato di recente su Scientific Reports di Nature, gli scienziati si sono concentrati sul problema della freccia del tempo all’interno dei sistemi quantistici, ovvero quel complesso mondo subatomico che risponde alle leggi della meccanica quantistica e che in gran parte è ancora avvolto da un alone di mistero.
Lo studio e le novità introdotte
In genere, si ritiene che l’interazione di un sistema quantistico con l’ambiente comporti inevitabilmente una perdita d’informazioni in relazione al tempo, generando così una direzione temporale preferita. Ma applicando specifici modelli matematici i ricercatori hanno notato che la perdita di informazioni avviene in ambedue le direzioni, sia all’indietro nel tempo che in avanti. Facendo supporre che, almeno sul piano quantistico, il tempo potrebbe non avere una sola direzione ma due opposte fra loro.
In altri termini, la freccia del tempo emerge solo quando prendiamo in considerazione specifici sistemi, caratterizzati da altrettanto specifiche condizioni di partenza e in una certa interazione con l’ambiente. Ergo non può essere considerata una proprietà fondamentale della natura, perché altrimenti dovrebbe essere vera indipendentemente dalla scala e dalla condizione fisica in cui si analizza. Ne è un chiaro esempio la velocità della luce nel vuoto, che resta sempre la stessa anche quando il punto di vista dell’osservatore varia. Altro esempio è la carica elettrica che possiede un elettrone, anche questa non varia al variare dell’esperimento. Nel lavoro, il team ha anche dimostrato come le equazioni che stanno alla base della quantistica (equazione di Pauli, Lindbland e Langevin) e che perciò descrivono il mondo subatomico, sono simmetriche rispetto al tempo permettendo, perciò, al sistema di evolvere sia in avanti che all’indietro del tempo senza perdere di validità fisica.
Un futuro tutto da scrivere
I risultati del lavoro sono certamente affascinanti, tuttavia resta da capire quanto ampio possa essere il loro angolo d’applicazione. Su larga scala, infatti, il tempo continua a scorrere in avanti. Va capito, perciò, se tali scoperte possano avere un’applicazione anche sul mondo macroscopico, dove a farla da padrone è la seconda legge della termodinamica, secondo la quale il livello di entropia è destinato a crescere nel tempo. Il passo successivo è dunque provare a sviluppare ulteriormente il lavoro in modo da poterlo applicare sul mondo macroscopico e capire se anche l’Universo si muove su due direzioni temporali opposte, se così fosse il nostro sarebbe un viaggio nel cosmo compiuto a metà.
