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Il Big Bang Non È L’inizio Di Tutto? Una Nuova Ricerca Immagina “Due Futuri” Che Viaggiano Opposti

Pubblicato su da ustorio

Che si Tratti della gravitazione di Newton, Maxwell dell'elettrodinamica di, delle relatività speciali e generali di Einstein o della meccanica quantistica, Tutte le Equazioni Che megliodescrivono Il Nostro universo funzionano Perfettamente SIA Che il tempo Scorra in avanti SIA Che Scorra all'indietro.

Naturalmente Il mondo che sperimentiamo E Completamente Diverso. L'Universo e in Espansione, non in Contrazione. Le stelle emettono luce e non la assorbono, e Gli atomiradioattivi decadono e non si riassemblano. Le frittate non si ritrasformano in Uova integre e le sigarette non si rigenerano dal fumo e cenere Dalla. Ricordiamo Il passato, non il futuro, e Diventiamo vecchi e decrepiti e non Giovani e pimpamti. Per noi, il tempo ha Direzione Una chiara e irreversibile. Vola in avanti venire missile un, Alla faccia delle Equazioni. Una nuova teoria Pubblicata su Scientificamerican , e tradotta integralmente da LeScienze, Spiega Perché il tempo ci apparescorrere in Una sola Direzione Come un Effetto finora ignorato della Gravità. Secondo I Nuovi studi il big bang non sarebbe affatto l'inizio di tutto, MA Solo Un punto centrale da cui si dipartono a causa frecce del tempo in Opposte direzioni: Così noi saremmo Nel lontanissimo passato di ONU universo Che scorre Lungo la freccia del tempo opposta ha alla nostra, e viceversa.

Per Più di un Secolo, la Examples norma per "la freccia del tempo", arrivato la chiamo per primo l'Astrofisico Arthur Eddington Nel 1927, has been Che si Tratta Di Una Proprietà emergente della termodinamica, venire fu Indicata per la prima volta Nel XIX Secolo dal fisico austriaco Ludwig Boltzmann. In this Prospettiva, CIO Che percepiamo venire freccia del Tempo e in Realta

Solo l'inesorabile riarrangiamento di ferr Altamente Ordinati in inutili configurazioni casuali, ONU prodotto della Tendenza universale di Tutte le cose di Raggiungere l'equilibrio di tra di esse.

Parlando in modo informale, Il Punto Cruciale of this idea E che "Le cose Vanno a catafascio", ma, Più formalmente, si Tratta Di Una conseguenza della Seconda legge della termodinamica, Che Boltzmann contribui un Formulare. La legge stabilisce il Che in OGNI Sistema chiuso (venire l'universo Stesso), l'Entropia - il disordine - PUÒ solista aumentare. L'Aumento di entropia e Una certezza cosmica, Perché Per un Sistema: determinato ci Sono sempre MOLTI STATI Più disordinati di Quelli Ordinati, Cosi Come ci Sono MOLTI Altri modi per sparpagliare i Documenti su Una Scrivania Che per impilarli ordinatamente in Un unico mucchio.

La freccia del tempo termodinamica della suggerisce Che il Nostro universo osservabile SIA Iniziato in Uno Stato Molto speciale di Ordine ELEVATO e bassa entropia, Come un incontaminato uovo cosmico materializzatosi all'inizio del tempo per poi Essere rotto e strapazzato Per tutta l'eternità. Dall'epoca di Boltzmann in poi, Gli Scienziati allergici a Una favola Immacolata Concezione Hanno lottato con this enigma.

Boltzmann, credendo Che l'universo Fosse eterno in Accordo con le leggi di Newton, Penso Che l'eternità potesse dar Conto dell'Origine Di Una bassa entropia e della freccia del tempo.

Disponendo SUFFICIENTE di tempo - in Effetti ONU tempo infinito - tutto cio Che PUÒ Accadere accadrà, Compreso l'Emergere di Una grande Regione a bassissima entropia, il Che non sarebbe altro

Che Una fluttuazione statistica di ONU universo senza Età, ad alta entropia, il Che si TROVA in Uno Stato di quasi-equilibrio. Boltzmann speculo che che vivessimo in Una Regione Così

Altamente Improbabile, con Una freccia del tempo Orientata dal Lungo, lento scivolamento entropico della Regione verso il ritorno all'equilibrio.

I cosmologi di Oggi Hanno Compito delle Nazioni Unite Più difficile, Perché l'universo venire lo Conosciamo ora non E senza Età né immobile. Devono Spiegare l'Emergere della freccia del tempo all'interno di ONU

universo relativistico Dinamico, Che un Quanto pare E Iniziato circa 14 miliardi di anni fa nell'ardente conflagrazione del big bang. Il più delle Volte la Examples coinvolge Onu "ritocco Sottile", l'Attento e arbitrario aggiustamento dei Parametri della teoria per accordarla con le Osservazioni.

La teoria dell'inflazione Prevede la Creazione continua di bambino Universi (© Science Photo Library / Corbis)

Molte delle moderne Spiegazioni Di Una freccia del tempo una bassa entropia comportano Una teoria Chiamata Inflazione, Ossia l'idea di Che Una strana esplosione di antigravità Abbia rigonfiato l'universo primordiale fino a Bon Voyage Una Dimensione astronomicamente grande, dando spazio un CIO Che una corrispondente di Stato Uno di entropia Molto bassa dal Quale potrebbero Emergere le successive Strutture cosmiche. Ma Spiegare l'Inflazione SEMBRA A Sua volta richiedere ONU ritocco Ancora Più sottile.Uno dei Problemi e il Che, una volta iniziata, l'Inflazione tende a continuare in modo inarrestabile. This "Inflazione eterna" dovrebbe Generare un'infinità di universi bambino, RISPETTO ai di Quali la possibilita di tariffa Previsioni e Osservazioni E, Nella Migliore delle ipotesi, sfuggente. Se this SIA Caratteristica indesiderabile o al contrario meravigliosa della Teoria e Oggetto di ONU acceso Dibattito; per il Momento SEMBRA Che l'Estrema Flessibilità e Il potere esplicativo dell'inflazione Siano al contempo la SUA forza Più grande e la SUA Più grande Debolezza.

Per Tutti QUESTI motivi, ALCUNI Scienziati Che cercano un'origine a bassa entropia per la freccia del tempo trovano insoddisfacente le Spiegazioni basate sull'inflazione.

"Oggi di Molti Stanno Cercando di Dimostrare in Qualche modo naturale Perché E ragionevole aspettarsi Che l'entropia dell'Universo Iniziale SIA Molto bassa", dice David Albert, filosofo e fisico della Columbia University. "Alcuni Pensano Anche Che la bassa entropia all'inizio dell'Universo Debba Essere aggiunta Come una nuova legge della fisica." Idea Quest'ultima equivale a cosmologi disperati Che gettano la spugna. Per fortuna, ci PUÒ Essere ONU altra via d'Uscita.

Un nuovo lavoro Preliminare di Julian Barbour dell'Università di Oxford, Tim Koslowski dell'Università del New Brunswick e Flavio Mercati del Perimeter Institute for Theoretical Physics suggerisce Che Forse la freccia del tempo non richieda affatto Uno Stato Iniziale sottilmente ritoccato ea bassa entropia, ma Che sia invece il prodotto inevitabile delle leggi della fisica Fondamentali. Barbour e Colleghi sostengono Che E la Gravità, e non la termodinamica, un tendere la corda che fa volare la freccia del tempo.

Le Loro Conclusioni Sono stato pubblicate a ottobre Sulle "Physical Review Letters" e derivano Dallo studio di di un'approssimazione Estremamente Semplice del Nostro universo, Una Simulazione al calcolatore di 1000 particles puntiformi Che interagiscono sotto l'influenza della Gravità Newtoniana. I tre studiosi Hanno studiato il Comportamento Dinamico del Sistema usando Una Misura della SUA "Complessità" che una corrispondente al rapporto fra La distanza di tra la coppia di particles Più Vicine del Sistema e La distanza di tra la coppia di particles Più lontane.

La Complessità del Sistema E al Suo debiti formativi Più basso when Tutte le particles si fondono in Una densa nuvola: stato di minimo ingombro Uno di e Massima uniformità Abbastanza Analogo al

big bang. L'Analisi del gruppo ha dimostrato Che In questo stato di bassa Complessità substantially Tutte le configurazioni di particles, indipendentemente dal numero di Loro e Dalla Loro scala, evolverebbero. Dunque, la sola forza di Gravità Preparazioni il terreno all'espansione del Sistema e all'origine della freccia del tempo, il tutto senza dover ricalibrare dei Parametri per predefinire Una Condizione Iniziale di bassa entropia.

La teoria gravitazionale del tempo Prevede l'Esistenza di causa frecce del tempo, ciascuna delle Quali rappresenta il Passato dell'Altra (© Randall Fung / Corbis)

Da this Stato di Bassa Complessità Il Sistema di particles si espande poi verso l'esterno in entrambe le direzioni Temporali, Creando causa frecce del tempo distinte, simmetriche e Opposte.

Lungo dei ciascuno dovuti percorsi Temporali, la Gravità poi tira le particles in Strutture pił grandi ordinate e complesse, equivalenti Nel Modello ad ammassi di galassie, stelle e sistemi planetari.

Da qui, il trascorrere del tempo standard termodinamicamente PUÒ manifestarsi e distendersi su ciascuno dei due percorsi Divergenti. In altre parole, il Modello ha ONU Passato ma a causa

futuri. Venite E suggerito dall'indifferenza al tempo delle leggi della fisica, la freccia del tempo in Un certo senso PUÒ Muoversi in causa direzioni, Anche se Qualsiasi osservatore PUÒ vederne e sperimentarne solista Una. "E 'la natura della gravita una strappare l'universo dal caos primordiale Suo ea crearne la Struttura, l'Ordine e la complessita", dice Mercati. "Tutte le Soluzioni si scompongono in causa epoche, Che Vanno All'Infinito Nelle dovuto Temporali direzioni, separato da this Stato centrale Che ha Proprietà Molto Caratteristiche."

Anche se il Modello E rozzo, e non contemplazione né la meccanica quantistica né la relatività generale, le potenziali implicazioni citare Sono Enormi. Se vale per Il Nostro universo reale, il big bang non PUÒ Essere Più considerato ONU Principio cosmico ma Piuttosto Una fase in ONU universo Che in Effetto E senza tempo ed eterno. Più prosaicamente, Una freccia del tempo a causa bracci comporterebbe curiose discordanze fra Osservatori su Lati Opposti. "Questa Situazione di causa futuri mostrerebbe singolo un, Passato caotico in entrambe le direzioni, il Che significa Che ci sarebbero Essenzialmente dovuto universi, Uno su ENTRAMBI i Lati of this Stato centrale", dice Barbour. "Se fossero Abbastanza complesse, entrambe le parti potrebbero

accogliere Osservatori Che percepirebbero il tempo viene Diretto in Opposte direzioni. Qualsiasi Essere intelligente definirebbe la propria freccia del tempo vengono in allontanamento da this Stato centrale e [Quelli dall'altro lato] potrebbero Pensare Che ora noi Viviamo Nel Suo Più remoto Passato. "

E c'è di Più, dice Barbour. Se la gravitazione si rivelasse Fondamentale per la freccia del tempo, this potrebbe Generare Prima O Poi Previsioni verificabili e, in Prospettiva, condurre

un Una Examples della storia e della struttura del Nostro universo osservabile Meno ad hoc Di quella dell'inflazione.

This Non è la prima rigorosa Soluzione a causa futuri del Problema della freccia del tempo. In Particolare, Nel 2004 il cosmologo Sean Carroll del California Institute of Technology e la SUA specializzanda Jennifer Chen Hanno Creato ONU proprio Modello ramificato, Che ha Cercato di Spiegare l'origine di una bassa entropia della freccia del tempo Nel Quadro dell'inflazione cosmica e della Creazione di bambino universi. Nel Loro modelloCarroll e Chen attribuiscono la comparsa della freccia del tempo non tanto un un'entropia Molto bassa in Passato, Quanto un un'entropia Molto Più elevata in ENTRAMBI i futuri, sostenuta Dalla Creazione inflazionaria di bambino universi.

A Distanza di ONU decennio Carrel ha Ancora Fiducia Che l'Aumento di entropia Sia la sola fonte per la freccia del tempo, senza bisogno di Altre Influenze venire la Gravità. "Tutto cio Che Accade nell'universo per distinguere il Passato dal Futuro e in ultima Analisi dovuto al that l'entropia e Piu bassa in Una Direzione e Più elevata nell'altra", dice Carroll. "L'articolo di Barbour, Koslowski e Mercati e buono Perché si Sono rimboccate le maniche e Hanno Fatto i Calcoli per il Loro SPECIFICO Modello di particles interagenti sotto la Gravità, ma non credo Che sia il Modello A Essere e interessante: lo e l 'Attenta Analisi del Suo Comportamento ... Penso, in Sostanza, Che Ogni volta che si ha Una collezione finita di particles in Uno spazio Molto grande si Avrà il tipo di Comportamento generale Che descrivono. La vera Domanda E: il nostro Universo e Cosi? This e La Questione Più difficile. "

Insieme ad Alan Guth, il cosmologo Massachusetts Institute of Technology Che ha aperto la strada alla teoria dell'inflazione, Carroll sta ora lavorando a delle Nazioni Unite Tentativo di Risposta termodinamica alla nuova sfida di Una freccia gravitazionale del tempo: Un altro Modello Estremamente Semplice di universo basato su particles Che dia Naturalmente Luogo alla freccia del tempo, ma senza

l'aggiunta della Gravità o di EVENTUALI Altre Forze. Il segreto termodinamico per Il successo del Modello, Dicono, e L'ipotesi Che l'universo Abbia Una Capacità di entropia illimitata.

"Se assumiamo che non c'è un'entropia Massima possibile per l'universo, Allora OGNI Stato PUÒ Essere Uno Stato di bassa entropia", dice Guth. "Puo Sembrare stupido, ma credo Che FUNZIONI davvero, e penso Che sia Anche il segreto della Costruzione di Barbour e Colleghi. Se non C'è limite alla quantita di entropia, Allora Si Può iniziare da Qualsiasi punto, e da lì ci si Aspetta chel'entropia aumenti when Il Sistema si Sposta per esplorare Regioni pił grandi dello spazio delle FASI. L'Inflazione eterna E Il contesto naturale in cui invocare idea this, poiche SEMBRA verosimile Che l'entropia Massima SIA illimitata in Un universo Che si gonfia per l'eternità ".

La Controversia Sulla freccia del tempo Vienne da lontano, Dalle idee del XIX secolo di Boltzmann e Dai Concetti di Eddington del XX Secolo, MA, dadi Barbour, per MOLTI versi il Dibattito al Suo Cuore e senza tempo. "E sta APRENDO le porte di una delle Nazioni Unite modo Completamente nuovo di Pensare un'ONU Problema Fondamentale, la natura della freccia del tempo e l'origine della Seconda legge della termodinamica", dice Barbour. "In Realtà, stiamo indagando solista ONU nuovo Aspetto della gravitazione di Newton, ONU Aspetto Che prima non era Stato notato. Chissà cosa ne potrebbe Derivare con ULTERIORI Lavori ed Elaborazioni. "

"Arthur Eddington Conio Il Termine 'freccia del tempo', e FECE La Famosa affermazione Che il rimescolamento di materia ed Energia e l'unica cosa Che la natura non PUÒ annullare", aggiungeBarbour. "Noi siamo qui, a mostrare al di là di OGNI Dubbio Che QUESTO E in Effetti esattamente cio che fa la Gravità. Prende sistemi Che Sembrano Straordinariamente disordinati e li rendemeravigliosamente Ordinati. E QUESTO E Quanto è Successo Nel Nostro universo. Stiamo realizzando l'antico sogno greco dell'Ordine Che emergere dal caos. "