L'Universo allo specchio

Una palla che girando su se stessa cade dall'alto, il rimbalzo sul pavimento con la sfera che va in direzione sinistra, un altro rimbalzo nella stessa direzione e cosi via fino all'arresto completo; un breve filmato che potremmo utilizzare per spiegare come il disordine fisico, od entropia, aumenta in modo continuo in questo universo, ed anche con un pavimento elastico ed una palla leggera, l'energia dispersa da ogni rimbalzo avrà in qualche modo aumentato il disordine di questa realtà, tanto è che la palla e destinata a fermarsi.

Ci sono pero' altri fenomeni che potremmo osservare prendendo il filmato della palla come esempio ed uno di questi riguarda la simmetria;  se ribaltiamo la pellicola possiamo riprodurla come se fosse ripresa ad uno specchio, la sinistra prende il posto della destra ma tutto procede come prima: la stessa caduta con la palla che ruota in senso opposto, lo stesso rimbalzo ma questa volta in direzione destra, l'arresto nello stesso preciso istante. Non è solo un trucco da registi perché se vogliamo possiamo riprodurre realmente lo stesso fenomeno scambiando la destra con la sinistra ottenendo lo stesso risultato del filmato, due realtà identiche ma simmetricamente opposte; in fisica si dice che la parità è rispettata e quindi che le leggi fisiche sono invarianti rispetto a traslazioni nello spazio. Per esempio eseguire un esperimento in laboratorio con un laser rivolto verso est, verso ovest, ma anche verso nord o sud deve dare sempre lo stesso risultato, e fino al 1954 praticamente tutti gli scienziati erano convinti che questa regola di invarianza valesse per qualsiasi fenomeno.

Ma continuiamo a giocare con la palla: dovremmo ormai sapere, per lo meno avendo visto o letto "Angeli e Demoni" di Dan Brown, che esiste una forma speculare di materia che è identica a quella che ci compone ma che ha cariche elettriche opposte, l'antimateria appunto, e se potessimo girare un filmato con una palla uguale alla precedente ma composta di antiparticelle, guardando il video non potremmo distinguerlo da quello originale. I fisici in questo caso dicono che le leggi fisiche sono invarianti rispetto alla carica (intendendo quella elettrica), o almeno lo potevano dire fino al 1967.

Un ultimo giochino col filmato originale: proiettiamo il video dalla fine invertendo la sequenza degli avvenimenti; osserviamo la palla che da ferma inizia a compiere rimbalzi sempre più alti fino a schizzare verso l'alto negli istanti esatti in cui cio' accadeva nella direzione corretta. Niente di strano infatti, perché di moviole al contrario ne abbiamo viste molte, anche se nella realtà riprodurre un esperimento col tempo che scorre dal futuro al passato non è possibile: si possono pero' indirettamente misurare i tempi in cui fenomeni fisici invertibili rispetto al tempo avvengono e gli studiosi dicono che le leggi della fisica sono invarianti rispetto alla direzione del tempo. Od almeno lo dicevano fino agli anni 70 ed hanno osservato il contrario nel 1998.

Ma c'è qualcosa di cui ancora oggi i fisici sono convinti? Esiste un pilastro, un fulcro rispetto il quale la simmetria ci puo' dare informazioni credibili su di un universo che predilige la sinistra o la materia rispetto alla dritta ed alla antimateria, ed in cui i fenomeni cambiano rispetto alla direzione del tempo?

Precisiamo che queste asimmetrie sono minuscole e per quanto ne sappiamo coinvolgono solo alcuni fenomeni legati alle interazioni deboli (le radiazioni) e che quindi ai nostri occhi il mondo con le sue leggi risulta molto simmetrico; sono invece proprio le asimmetrie che potrebbero spiegare il perché l'universo esista in questa forma e come mai il tempo scorra nella direzione che osserviamo.

Se in un primo tempo gli studiosi avevano creduto che almeno la simmetria composta da CP (carica+parità) potesse essere conservata hanno dovuto poi ricredersi per prendere a baluardo la simmetria CPT (carica, parità, tempo).

Tornando alla palla, rispetto alla simmetria possiamo dire ad oggi che le leggi della fisica si conservano (rispetto al nostro filmato iniziale della palla che cade) in una situazione in cui una palla di antimateria che ruota in direzione opposta viene fatta rotolare all'indietro nel tempo: semplice no!!!

A qualcuno piace tiepido

La ragione spesso sta nel mezzo ma non solo: spesso nel mezzo c'è anche la possibilità di creazione, di vita, di intelligenza. E noi alberghiamo proprio li, nella via intermedia tra il gelo siderale dello spazio vuoto e le sorgenti di reazioni nucleari che sprigionano energie a milioni di gradi, energie ancora figlie del big bang e delle sue conseguenze. 

Quindi, quando dico nel "mezzo", intendo a metà non solo in senso di distanze astronomiche ma anche considerando il tempo, proprio quello che è trascorso dalla creazione iniziale a quello che ci separa probabilmente dal graduale raffreddamento dell'Universo.

In pratica abbiamo fatto bingo due volte, perché la nostra esistenza dipende fondamentalmente dal fatto che ci troviamo in un posto ed in un periodo tiepido rispetto a tutto ciò che ci circonda, rispetto a ciò che è stato e che sarà: è pur vero che se così non fosse noi umani non saremmo qui a gloriarci di tanta fortuna, ma è anche interessante riflettere su come la nostra intelligenza ci abbia permesso di comprendere quanto sia speciale il luogo ed il tempo che viviamo.

Godiamoci quindi ancor di più questo tepore spazio-temporale alla faccia della crisi e di qualche extraterrestre meno fortunato.

Prima o poi, no adesso!

Cogliere l'attimo, si dice per approfittare di un occasione: ma quale attimo? 

L'attimo potrebbe rappresentare l'inafferrabile presente che, come si cerca di congelare, è già passato; infatti tutto ciò che vediamo e facciamo è una risposta ritardata a quello che è appena accaduto, in conseguenza al fatto che l'immagine che percepiamo del mondo intorno a noi ci è trasmessa grazie al riflesso della luce sugli oggetti, che sappiamo non essere istantanea ed avere un ritardo prima di giungere ai nostri occhi: quindi il nostro sguardo è sempre rivolto a qualcosa di già  trascorso e quindi al passato. Per fortuna la luce, pur essendo non istantanea, è molto più veloce di qualsiasi cosa solitamente maneggiamo e quindi il problema del ritardo non influisce sulle nostre vite e sulle nostre osservazioni e su quelle degli scienziati, esclusi naturalmente i fisici dei quanti.

Quindi la nostra vita scorre in bilico nel presente, nella direzione della cosiddetta freccia del tempo cioè dal passato verso il futuro e sebbene a livello macroscopico tutto questo ci sembri naturale in realtà ci sono molti interrogativi aperti: perché la freccia ha proprio quella direzione? E quindi perché ci ricordiamo il passato e non il futuro? Poi secondo la relatività generale la differenza tra passato presente e futuro è solo un illusione ed il passato di un osservatore potrebbe coincidere con il futuro di un altro. Insomma c'è da fondersi il cervello nel cercare di estrapolare dalla nostra conoscenza quotidiana una esperienza che ci avvicini in qualche modo ad una realtà così sfuggente come quella del tempo.

Lungi da me classificarmi come un determinista, ma esiste una correlazione con la freccia del tempo ed il pensiero secondo il quale, conoscendo tutti i parametri iniziali di un sistema, si possa prevederne esattamente l'evoluzione, perché se ciò corrispondesse a verità (anche per un sistema complesso come un essere vivente) si potrebbe infine dire di poter immaginare (o ricordare) il futuro: non ci facciamo più caso ma in diverse scienze questi risultati si stanno realizzando, anche se in modo frammentario, promettendo di dirci come sarà il nostro futuro; dalle previsioni del tempo alla ricerca genetica sono molti i campi in cui si riesce a buttare un occhio a ciò che accadrà con lo scorrere del tempo, anche se, a mio avviso per fortuna, sono ancora lontani i giorni in cui potremmo dire "ti ricordi come sarai tra 10 anni?".