Senza il senso del tempo, che ci conduce dalla culla alla tomba, le nostre vite avrebbero poco senso. Ma al livello più fondamentale, i fisici non sono sicuri che il tipo di tempo che sperimentiamo esista.
Gli scienziati hanno a lungo presunto che il tempo sia assoluto e universale, uguale per tutti, ovunque ed esistente indipendentemente da noi. È ancora trattata in questo modo nella meccanica quantistica, che governa il microcosmo di atomi e particelle. Ma le teorie della relatività di Albert Einstein, che si applicano alla natura su larga scala, hanno dimostrato che il tempo è relativo piuttosto che assoluto: può accelerare o rallentare a seconda della velocità con cui si viaggia, per esempio. Il tempo è anche intrecciato con lo spazio formando lo “spazio tempo”.
Le teorie di Einstein hanno permesso agli scienziati di rappresentare l’universo in un modo nuovo: come un blocco statico a quattro dimensioni, con tre dimensioni spaziali (altezza, larghezza e profondità) e il tempo come quarta. Questo blocco contiene tutto lo spazio e il tempo contemporaneamente e il tempo non scorre. Non c’è niente di speciale ora nel blocco – quello che sembra essere il presente per un osservatore, è semplicemente il passato per un altro.
Ma se è vero, allora perché la nostra esperienza del tempo che si sposta dal passato al futuro è così forte? Una risposta è che l’entropia, una misura del disordine, è sempre in aumento nell’universo. Quando si eseguono i numeri, spiega Sean Carroll, un fisico della Johns Hopkins University negli Stati Uniti, si scopre che l’universo primordiale aveva un’entropia molto bassa. “[L’universo] era molto, molto organizzato e non casuale e da allora è stato in qualche modo rilassante e sempre più casuale e più disorganizzato.” È probabile che questo crei una freccia del tempo per gli osservatori umani.
Tuttavia, non sappiamo perché l’universo sia iniziato con un’entropia così bassa. Carroll suggerisce che potrebbe essere perché facciamo parte di un multiverso contenente molti universi diversi. In un mondo del genere, alcuni universi dovrebbero, statisticamente parlando, iniziare con una bassa entropia.
Emily Adlam, filosofa della fisica presso il Rotman Institute of Philosophy presso l’Università dell’Ontario occidentale in Canada, d’altra parte, crede che il mistero del perché il nostro universo sia iniziato con una bassa entropia sia un problema che alla fine deriva dal fatto che la fisica è pieno di supposizioni sull’epoca.
“Personalmente sono molto dalla parte che dice che il tempo non scorre”, spiega. “Questa è una specie di illusione che deriva dal modo in cui ci capita di essere inseriti nel mondo”. La sua impressione è che, al livello più fondamentale, tutto accada tutto in una volta, anche se a noi non sembra così.
Adlam sostiene che il modo migliore per comprendere il tempo sarebbe rimuoverlo completamente dalle nostre teorie sulla natura, eliminarlo dalle equazioni. È interessante notare che quando i fisici cercano di unire la relatività generale con la meccanica quantistica in una teoria della “gravità quantistica” di tutto, il tempo spesso scompare dalle equazioni.
Gli esperimenti potrebbero anche aiutare a far luce sulla natura del tempo, aiutando a testare varie combinazioni di meccanica quantistica e relatività generale. Natalia Ares, ingegnere dell’Università di Oxford, ritiene che lo studio della termodinamica (la scienza del calore e del lavoro) degli orologi possa aiutare. “Concependo gli orologi come macchine, ci sono cose che possiamo capire meglio su quali siano i limiti del cronometraggio”, sostiene.
Autore
Miriam Frankel, Emily Adlam, Natalia Ares, Sean Carroll
