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Scuola: Cabri - Disegni - Sketchup

lunedì 23 marzo 2015

Il problema del tempo



Il problema del tempo

Uno dei grandi problemi nel tentare di unificare la teoria quantistica dei campi
con la teoria della relatività è la questione del tempo.

Nella teoria quantistica l'evoluzione di un sistema viene scandita dal tempo ed il sistema
è in grado di predire le probabilità degli eventi ad un determinato tempo futuro. Il tempo in questa
teoria ha un ruolo speciale in quanto viene considerato come una variabile assoluta e indipendente,
come un parametro esterno al sistema stesso. In particolare nella teoria quantistica ha senso
parlare di misurazioni fatte ad un determintato tempo (ed è per mezzo di tali misurazioni
che una distribuzione di probabilità diventa un evento specifico ad un determinato tempo).

Nella teoria della relatività lo spazio-tempo non è un oggetto assoluto esterno al sistema,
esso è un oggetto dinamico in grado di cambiare in funzione delle proprietà del sistema stesso:
massa, energia, velocità. Vi è per esempio una reazione dello spazio-tempo alla presenza di materia.
Nella teoria della relatività ogni osservatore ha il suo orologio che scandisce il tempo in maniera diversa dagli altri, non esiste un tempo assoluto a cui riferirsi. Non ha senso, per esempio, parlare di eventi simultanei e, addirittura, non ha senso dire che l'evento A è avvenuto prima dell'evento B
perché per un altro osservatore lo stesso evento B potrebbe essere stato osservato prima dello stesso evento A (e non per errori di misura, ma come reltà dei fatti).
Questa profondamente diversa concezione del tempo rende molto difficile l'unificazione delle due teorie.

Vi è forse a monte anche un problema di definizione della nozione di tempo.
Non è facile definire il tempo.
Si potrebbe dire che il tempo è ciò che gli orologi misurano ma si entrerebbe in definizioni circolari.
Si potrebbe dire che il tempo è ciò che fa si che non tutti gli eventi siano simultanei ma ci si troverebbe a dover definire la simultaneità.
Dare una definizione del concetto di tempo è difficilissimo perché il tempo è uno dei contenitori,
dei riferimenti di base, su cui poggiano tutte le nostre nozioni, visioni, percezioni, definizioni.

Questo nostro specifico interesse in questa trattazione per il concetto di tempo deriva dal fatto che, come vedremo, la nascita del pensiero umano, e con questo anche della matematica,
è strettamente legata alla nozione di tempo.

Un problema molto delicato è capire quanto il concetto di tempo non sia, in qualche misura,
un modo specificamente umano di percepire il mondo. Ossia, il fatto che noi esseri umani
percepiamo il mondo intorno a noi con tre dimensioni di spazio ed una di tempo potrebbe
essere un nostro modo di percepire il mondo senza che questo corrisponda alla realtà delle cose
(le attuali teorie fisiche ipotizzano per esempio che le dimensioni di spazio siano molto più di tre).

Vi è infine un ultimo aspetto significativo e riguarda la cosiddetta "freccia del tempo" ossia
il fatto che il tempo, a differenza dello spazio, ha un verso in cui scorre.
Anche se le leggi della fisica delle particelle sono simmetriche rispetto al tempo, per cui
se il tempo scorresse a rovescio tutto andrebbe a rovescio a livello microspico,
a livello macrospico si osservano fenomi che rendono il tempo asimmetrico e lo orientano in un verso. Tra questi riportiamo in seguenti che ci sembrano molto significativi.

  • Entropia. Il tempo scorre nella direzione in cui aumenta il disordine dell'universo. In parole semplici: una pila di scatole lasciate alle intemperie tenderà a smontarsi ed è poco probabile che una bufera di vento la rimetta in piedi. Questa tendenza al disordine che mostrano tutti i sistemi fisici dà un verso al tempo e può essere usata per distinguere il prima dal poi. "Poi" è in generale dove c'è più caos.
  • Incertezza. Il principio di indeterminazione di Heisenberg comporta una correlazione tra la conoscenza che possiamo avere delle variabili di un sistema (non si può per esempio conoscere con precisione velocità e posizione di una particella). Via via che passa il tempo aumenta l'incertezza della conoscenza in quanto aumenta la correlazione (entanglement) tra le variabili che descrivono lo stato delle particelle dell'universo. Questo aumento della correlazione tra variabili del sistema dà un verso al tempo. [Forse torneremo sul concetto di entanglement perchè sembra nascondere qualcosa di importante e curioso ...]
  • Memoria. Vi è un'ovvia orientazione del tempo, al di là dei ragionamenti fisici, data dal nostro modo di percepire la realtà: ci si ricorda del passato e non del futuro, ovviamente.


Nella nostra trattazione il tempo giocherà un ruolo fondamentale quando, a breve, tenteremo di descrivere la Teoria della Nascita di Massimo Fagioli.






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