
Dal post sulla lampadina siamo finiti al secondo principio della termodinamica applicato all'Universo. Per essere più specifici, in luogo di una lampadina (quindi di una resistenza ohmica) avevamo considerato l'emissione di un corpo nero. Questa scelta non è casuale, poiché l'universo emette come un corpo nero in equilibrio termico alla temperatura (epoca cosmologica attuale) di circa 2.75 K. Utilizzando un linguaggio suggestivo ma efficace, tale emissione è il "flash" del big-bang, precisamente di un "big bang caldo". Infatti, andando a ritroso del tempo, la temperatura aumenta (a causa della riduzione di "volume" del sistema fisico "universo") fino ad arrivare alla temperatura di Planck che ha un valore straordinariamente elevato.
Osservazione
Sui social molti hanno contestato questa idea. Precisamente, nel caso di una resistenza ohmica alimentata da una batteria, la dissipazione di una quantità di energia E (e quindi di massa m=E/c^2) avviene a spese della batteria. Ne conseguirebbe che è la batteria a "perdere massa" e non la resistenza. Questa argomentazione è facilmente confutabile alimentando la resistenza con la sola "tensione di rumore Johnson". In parole povere, si scollega la batteria conservando la chiusura del circuito. In tal modo viene a circolare una corrente di rumore che dissipa una data quantità di energia che per quanto possa essere piccola, è comunque non nulla. Ciò implica una "perdita di massa" che può solo provenire dal materiale che compone la resistenza, visto che ora non c'è la batteria. È chiaro che in questo caso l'energia proviene dall'ambiente, precisamente la resistenza ha "a disposizione" una energia termica k*T, dove k è la costante di Boltzmann".
Per essere ancora più pignoli, riportiamo uno scritto di Albert Einstein sul processo opposto:
In questo modo abbiamo spazzato via ogni "ragionevole dubbio" sulla nostra argomentazione.
È evidente che nel caso dell'universo, la massa-energia emessa per irraggiamento termico viene "riassorbita", giacché l'"ambiente" è l'universo medesimo. Ciò implica un aumento dell'entropia dell'universo. Ne segue che la nostra argomentazione altro non è che una triviale conferma del secondo principio della termodinamica i.e. "legge dell'aumento dell'entropia". Come è noto, ciò determina una freccia del tempo termodinamica ovvero una sorta di "tempo statistico": abbiamo una probabilità altissima di definire il "passato" come l'insieme degli stati termodinamici dell'universo ad entropia minore. Se l'entropia fosse costante, non avremmo la possibilità di distinguere il passato dal futuro.
Tuttavia, il problema non è così semplice giacché tutti questi "giochini" termodinamici funzionano quando non entrano in gioco i gradi di libertà gravitazionali. E siccome stiamo parlando dell'universo intero, è chiaro che la framework è quella della Relatività Generale. In tal caso, bisogna tener conto del non semplice legame tra la termodinamica e la gravità nel predetto paradigma.