L’effettiva scomparsa del tempo in MQ – L’Ordine Del Tempo

 

…MQ: QUANTUM MECHANICS…

 

I grani elementari, sono questi, e le loro interazioni, a determinare l’estendersi dello spazio e la durata del tempo.

Carlo Rovelli

 

8.1. Introduzione – Il sopravvento della MQ

Ebbene miei fidi lettori, mi sto finalmente avvicinando alla conclusione del libro che per mesi ha scombussolato la mia (e la vostra) mente con dei concetti incredibilmente strani e misteriosi, quanto scientificamente comprovati. In questa sezione, Rovelli si propone di “distruggere” il tempo come “variabile principe” presente in quelle equazioni che descrivono le leggi fondamentali che governano l’universo.

La sostanza della storia riguarda dunque la disposizione casuale degli eventi del mondo, che Rovelli definisce, nel capitolo sei, con queste precise (quanto ironiche) parole:

 

Gli eventi del mondo non si dispongono in fila come gli inglesi. Si accalcano caotici come gli italiani.

 

Insomma, un bellissimo elogio alla nostra cara civiltà! Ad ogni modo, devo dire di aver riscontrato questa verità durante le mie “peregrinazioni universitarie” – alla mensa situata in Via Cesare De Lollis nella quale spesso e volentieri gli studenti saltano la fila per ambire al tanto agognato pasto, giusto per capirsi -.

Comunque, tornando a questo nuovo capitolo, devo ammettere che Rovelli si è impegnato davvero molto per spiegarci con chiarezza gli argomenti cardine propugnati dallo stesso. Eppure, più mi avvicino alla meta, più Rovelli mi confonde. Esatto, proprio così… Sia chiaro, la sua profonda sensibilità la do ormai per assodata (e mi è peraltro sempre stata molto gradita); infatti anche in questo capitolo il fisico non si risparmia un viaggio nel tempo ripensando ai suoi “avi”, ovvero coloro che hanno instillato in lui il forte interesse per il mondo della meccanica quantistica (MQ).

Ammetto anche, però, quanto ultimamente mi sia stato difficile seguire le sue piste e quegli indizi che potevano condurre ad una minima soluzione di quell’ineffabile mistero che è il tempo, appunto. Ma la verità è che nemmeno la scienza può spiegare tutto. Sono ancora molte le cose che ci circondano e che non conosciamo nel profondo, sebbene alcune di queste siano tangibili. Ma d’altronde, se non esistesse più alcun mistero da svelare non esisterebbe la ricerca, né tantomeno scienziati disposti a svelarci i segreti più incredibili del nostro universo.

Ma che cosa succederebbe se il tempo perdesse progressivamente la sua importanza e questo universo venisse descritto in base ai singoli cambiamenti che questo subisce? In fondo, tempo fa Rovelli ci aveva avvertiti. Non a caso, la seconda sezione del libro è intitolata proprio “IL MONDO SENZA TEMPO”. Dunque, di che cosa vogliamo lamentarci?

Beh, io personalmente mi lamenterei del fatto che sto sprecando del tempo prezioso a cercare di capire cosa diamine scrivere in questo post, ma spero di arrivarci ben prima dell’ora di pranzo, possibilmente. Allora, tornando seri… Il succo della questione riguarda una descrizione di come cambiano le cose le une rispetto alle altre (ho copiato para para la frase di Rovelli 😂) e dunque dell’assenza del tempo come variabile specifica da prendere eventualmente in considerazione per la descrizione del mondo in cui viviamo. E tali variabili, che lo descrivono nella sua interezza, sono diverse e soprattutto misurabili. A quanto pare, non è dunque in base al tempo che possiamo conoscere l’universo.

A questo punto, però, viene da chiedersi: dove caspita trova posto “il Signor Tempo”? Vediamo un po’ cosa ci propone il nostro fisico preferito.

8.2. Teoria della gravità quantistica… a loop?

Ve lo dico subito: la scomoda verità discussa in questo capitolo è che il “Signor Tempo” non trova dimora da nessuna parte.

Come da nessuna parte?

Lo so lo so, ci sono rimasta male pure io. Ma Rovelli non se ne preoccupa e ci “appioppa” una teoria stranissima legata alla gravità quantistica che coinvolge le equazioni. La teoria della gravità quantistica a loop. Sì lo immagino, non ci avrete capito un accidente, ma se è per questo nemmeno io. Ma siamo soltanto all’inizio del paragrafo, pertanto riserviamoci ancora la minimissima speranza di comprendere qualcosa al riguardo.

Si ritorna, purtroppo, al concetto di “quanto”, che stavolta è però correlato allo spazio e non all’energia. A quanto pare, secondo la Fisica il nostro universo può essere descritto in base al concetto di un campo creato ad arte dalla materia, che noi sappiamo costituita da particelle elementari come fotoni ed elettroni, nonché dal famigerato campo gravitazionale di cui avevamo discusso nei precedenti articoli della sezione “Libri”. Rovelli, comunque, si guarda molto bene dall’affermare che tale teoria sia effettivamente quella assoluta.

Ma io a questo punto del libro, in tutta sincerità, mi ritrovo mentalmente ad esclamare: “Ma che caspita sta dicendo il nostro Rovelli?” Tento di rileggere più volte quanto da lui esplicato. No, è impossibile. Questa volta, non credo di poter assolvere completamente (né tantomeno del tutto correttamente), il suo compito divulgativo. Ma ormai siamo salpati verso il mare (anzi, verso un mare di guai!), perciò… Come sempre cercherò di riprendere il controllo della situazione.

Detto in maniera alquanto blanda, il nostro universo sembra essere costituito da “grani elementari” che non trovano dimora nello spazio circostante, bensì rappresentano lo spazio stesso. Questi campi che costituiscono la materia, inoltre, interagiscono tra loro creando una fitta rete di interazioni nella quale sussistono degli avvenimenti che non sono disposti secondo una precisa linea temporale.

È dunque per questo che la variabile “tempo” non trova spazio nell’attuale teoria quantistica (MQ), o meglio… Il tempo viene descritto in maniera differente in base alle interazioni granulari tra i quanti del campo gravitazionale. Tali interazioni costituiscono una sorta di rete che prende il nome di “rete di spin. In questa complessa rete di spin, afferma Rovelli, trova posto un singolo anello definito “loop”.

8.3. “Conclusioni”

Ebbene, detto ciò mi fermerei qua. Sì, avrei dovuto aggiungere ancora un’altra cosa, ma la verità è che rischierei di riprodurre quanto scritto nel libro senza effettivamente capirne il contenuto. So anche che, con la pubblicazione di questo post, potrei rischiare il linciaggio, ma “purtroppo” mi ero ripromessa di continuare il mio viaggio all’interno di questo libro di Rovelli, commentandone di volta in volta anche le impressioni, oltre che a condividerne in buona sostanza i contenuti. Comunque, la prossima volta andrà decisamente meglio, anche perché il tempo “riprenderà nuovamente ad esistere” in base a due differenti approcci: uno termodinamico, l’altro quantistico.

In conclusione, ci basti sapere che il mondo in cui viviamo è descritto da una struttura granulare al cui interno trovano posto quanti elementari di spazio che interagiscono incessantemente gli uni con gli altri, in un vorticoso e fluttuante moto probabilistico. Un moto la cui durata temporale può variare in base alle loro proprietà strutturali e in base al sistema fisico nel quale interagiscono.

Detto questo, vi prego comunque di non prendere troppo alla lettera queste affermazioni. In fin dei conti, per noi profani non esperti di fisica – né tantomeno del mondo quantistico – è quasi certo interpretare opere divulgative di tal genere con un occhio critico che spesso risulta soggettivo e privo di qualsiasi fondamento scientifico. Sono sicura che, almeno stavolta, il fisico abbia trovato molta difficoltà nello spiegarci di cosa si occupa nel quotidiano, perché comunque non è un qualcosa che noi possiamo riscontrare nella realtà!

MQ: Rappresentazione intuitiva della rete di spin
MQ: Rappresentazione intuitiva della rete di spin

Già il concetto stesso di spin, per esempio, rappresenta una grandezza quantomeccanica che non afferisce alla fisica classica, a differenza magari del momento angolare o della massa che sono effettivamente misurabili. [Generalmente e in parole semplici, in Chimica-Fisica lo spin è correlato alla rotazione (in senso orario o antiorario) dell’elettrone e viene descritta dal numero quantico di spin ms, appunto].

In effetti, in meccanica quantistica (MQ), effettuare delle misure comporta sempre un cambiamento nella struttura stessa del sistema quantistico nel quale la stessa misura viene effettuata. Insomma, sembra quasi che tale realtà assomigli – per lo meno concettualmente – alla struttura granulare dell’universo di cui abbiamo discusso prima. Infatti, sembra proprio che persino una minima  variazione della stessa possa comportare la modificazione dell’incalcolabile moto casuale dei quanti elementari di spazio che la caratterizzano.

Dichiarato ciò, ci si domanda: quale ruolo rivestirà il tempo, adesso che ne abbiamo scardinato violentemente il “regime assolutistico” – nonché quel senso di “onnipotenza” – che lo stesso sembrava esercitare fin dagli albori sull’intero universo? Come decantato dal fisico, lo scopriremo nel prossimo capitolo.

Pubblicato da Eleonora

Sono una ragazza curiosa dalle molte passioni: amo scrivere, leggere (ovviamente), disegnare fumetti, ascoltare musica - specialmente appartenente al filone del rock progressivo - e ballare, soprattutto i Latino-Americani. Mi piacerebbe molto imparare a suonare il pianoforte, nonché trovare un partner ballerino con cui condividere la mia grande passione per la danza... Lo so, forse chiedo troppo!

4 Risposte a “L’effettiva scomparsa del tempo in MQ – L’Ordine Del Tempo”

  1. In realtà lo spin corrisponde al momento angolare intrinseco di una particella. Viene visualizzato come il verso di rotazione orario/antiorario perché i fermioni come l’elettrone, obbedendo alla statistica di Fermi-Dirac, hanno spin semintero e due possibili stati (+1/2 e -1/2). E’ solo un modo “facile” di rendere la cosa. 😃
    Se ho capito bene il discorso, la struttura della realtà si comporrebbe di “pacchetti” di Spazio. Ma non di pacchetti di spazio-tempo. Però la gravità è in grado di curvare lo spazio (e il tempo): sono previsti anche quanti di gravità?

    1. Hai ragione, in effetti mi ritorna adesso in mente la “lezioncina” all’università nella quale ci era stato spiegato quanto hai detto. 😊
      Quanto all’altra questione, in realtà, rileggendo con attenzione il paragrafo sulla gravità quantistica, Rovelli definisce i quanti di gravità proprio come “quanti di spazio”.
      Però in un certo senso, la teoria della gravità quantistica “distrugge” lo spaziotempo descritto con precisione dalle equazioni di Einstein, poiché questo stesso spaziotempo che è appunto in grado di modificare lo spazio ed il tempo non è governato da principi quantistici.
      Su scala quantistica, invece, il tempo assume una dimensione probabilistica e dunque lo stesso spaziotempo non è più un qualcosa di singolo e determinato. A questo livello, pertanto entrano in gioco delle cosiddette “sovrapposizioni quantistiche di spin”.
      L’esempio pratico che riporta Rovelli è quello del buco nero: nella sua zona quantistica, lo spaziotempo fluttua violentemente e dunque c’è una sovrapposizione di tempi diversi e non definiti.
      Sulla base di questo principio, il fisico scardina perciò la percezione di un tempo unico che si può calcolare con precisione, distruggendone in qualche modo anche la continuità, il “dominio assolutistico”.
      Su scala microscopica e quindi quantistica, spazio e tempo assumono quindi i contorni di un’approssimazione. Pertanto, le equazioni che descrivono tale situazione (e quindi la stessa teoria dei loop propugnata da Rovelli) sono “equazioni senza tempo”. Comunque, ti ringrazio della domanda perché credo di aver capito di più in questi dieci minuti in cui ho cercato di risponderti che in una settimana circa di preparazione del post, che effettivamente potevo rendere meglio… 🙈

      1. E’ un discorso complicatissimo anche solo da visualizzare! E poi temo che non abbiamo le basi fisico-matematiche per comprenderlo del tutto…

        1. Sì è davvero molto complicato e sicuramente, come dici tu, non possediamo le giuste basi matematiche per capire fino in fondo il discorso… Questo tipo di Fisica è decisamente troppo ostico; senza dubbio le leggi termodinamiche sono decisamente più comprensibili e credo più semplici da razionalizzare…

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