Il Tempo: un enigma quantistico che sfida la nostra comprensione

Come la meccanica quantistica potrebbe rivelare segreti inaspettati sul flusso del tempo. 

Il Mistero del Tempo e la Meccanica Quantistica

La nostra incapacità di ricordare il domani rimane un mistero irrisolto. I fisici non hanno ancora trovato una spiegazione soddisfacente. Un gruppo di ricercatori dell’Università del Surrey, composto da Thomas Guff, Chintalpati Umashankar Shastry e Andrea Rocco, ha intrapreso un’indagine per scoprire le origini del tempo, esplorando l’idea di un ambiente quantistico simile a una vasca calda immersa nell’infinito.

Risultati della Ricerca

Tuttavia, i risultati ottenuti non hanno rivelato ciò che speravano di trovare. Al contrario, hanno confermato che il tempo può scorrere all’indietro con la stessa naturalezza con cui avanza, all’interno del complesso panorama della meccanica quantistica. 

Le intuizioni emerse da questo studio potrebbero fornire indizi su perché la fisica continui a sostenere l’importanza della storia ...

 Simmetria Temporale nella Fisica

In termini tecnici, la fisica presenta una simmetria temporale. Sebbene non assistiamo mai a fenomeni come un uovo che si ricompone o una quercia che ritorna a essere una ghianda, le leggi fondamentali che governano la maggior parte dei processi non stabiliscono chiaramente quale parte di un’equazione debba essere associata al passato e quale al futuro.

Le uova rotte non si ricompongono improvvisamente, ma le leggi della fisica non si preoccupano della direzione nel tempo.

Le aree di ricerca in cui i fisici cercano di comprendere il passato includono:

- Espansione dell’Universo e entropia

- Interazione delle particelle con l’ambiente

Fino ad oggi, nessuna di queste indagini ha fornito una spiegazione chiara e definitiva riguardo alla coesione temporale.

Ipotesi dei Ricercatori

Guff, Shastry e Rocco hanno ipotizzato che le equazioni del moto quantistico potessero nascondere un meccanismo che impedisce il ritorno a stati passati. Hanno applicato un’approssimazione matematica nota come catena di Markov, utilizzando un modello semplificato di particelle riscaldate che si scontrano all’interno di un contenitore aperto.

Schema della reversibilità temporale in un sistema quantistico che mostra il sistema e l’ambiente che si muovono avanti e indietro nel tempo.
Guff et al., Scientific Reports, 2025

In questo contesto, la dinamica markoviana implica che:

- Il sistema non possieda memoria oltre il presente
- Ogni nuovo stato quantistico dipenderebbe esclusivamente da uno stato precedente

Questo suggerisce un movimento unidirezionale verso il futuro o un’oscillazione che potrebbe riportare le particelle indietro. 

Conclusioni della Ricerca

Nonostante gli sforzi del team, le equazioni della loro vasca non hanno rivelato alcun segno che la simmetria di inversione temporale fosse in contrasto con il comportamento osservato nella meccanica quantistica. Rocco ha commentato che i risultati suggeriscono che, sebbene la nostra esperienza quotidiana ci indichi che il tempo si muove in una sola direzione, non siamo consapevoli che l’opzione opposta sarebbe altrettanto valida.

Implicazioni della Teoria

Tuttavia, se il tempo può oscillare avanti e indietro a livello quantistico, questa flessibilità non si manifesta su scala macroscopica. 

Una vera vasca calda, ad esempio, si raffredderebbe rapidamente mentre l’energia si disperde nell’universo in espansione. Le scoperte non contraddicono le leggi della termodinamica, che presentano aspetti irreversibili.

Se questa teoria si rivelasse corretta, la nostra percezione collettiva di un tempo unidirezionale potrebbe essere bilanciata da un secondo percorso, situato dall’altra parte del Big Bang, anch'esso guidato dall'espansione cosmica e dall'aumento di energia da un punto di partenza quantistico che ricorda il futuro con la stessa facilità con cui ricorda il passato.

Pubblicazione dei risultati

I risultati di questa affascinante ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Scientific Reports, aprendo nuove strade per la comprensione del tempo e della sua natura intrinsecamente complessa.

Fonte: www.sciencealert.com
Tramite: www.scienzenotizie.it