La creazione dell'universo e l'origine della legge dell'aumento dell'entropia

martedì, Marzo 2nd, 2021

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Nel saggio scientifico La strada che porta alla realtà del premio nobel della fisica Roger Penrose viene elaborata una straordinaria spiegazione (sia pur di carattere speculativo) sulla misteriosa origine della legge dell'aumento dell'entropia. Secondo il fisico inglese, tale legge è una conseguenza dal ruolo peculiare svolto dalla gravità per ciò che riguarda l'entropia di un sistema fisico. In parole povere, mentre per un gas (quale sistema isolato) in cui la distribuzione iniziale delle molecole non è uniforme, si assiste a un'evoluzione temporale che conduce all'uniformità della predetta distribuzione, per un sistema gravitante succede il contrario: a stati aggregati (quindi distribuzione non uniforme) corrispondono bassi valori di entropia, e viceversa (a patto che le velocità dei singoli costituenti gravitazionali siano relativamente basse). Con ciò si spiega l'alto valore dell'entropia di un buco nero, il quale ha una temperatura estremamente bassa.
Nello scenario dell'hot big-bang, i gradi di libertà gravitazionali non erano termalizzati, e la conseguente "attivazione" ha reso possibile la legge dell'aumento dell'entropia.

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La fine del mondo e l'entropia dell'universo

martedì, Giugno 16th, 2020

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Secondo una notizia che circola in rete da svariate ore, il 21/06/2020 dovrebbe esserci la famigerata fine del mondo profetizzata dai maya.

A proposito di morte termica (o morte entropica dell'universo), c'è un bel racconto di Asimov: L'ultima domanda.

Tuttavia, la questione dell'entropia dell'universo non è così semplice. Cioè, fino a quando si schematizza l'universo alla stregua di un sistema termodinamico isolato (tale deve essere, perché non c'è "nulla" al di fuori dell'universo), la seconda legge della termodinamica sembra inesorabile, e l'entropia non può fare altro che aumentare. Alla fine dei tempi tutta l'energia sarà degredata e non sarà possibile "ritornare indietro" (invertire la freccia del tempo).

Tutto questo se si applica la termodinamica standard che come è noto, studia i sistemi all'equilibrio. Viceversa se vogliamo considerare stati di non equilibrio, interengono equazioni differenziali nonlineari, per cui la cosa diventa complicata. Ciò è stato oggetto di studi di Ilya Prigogine che vinse il nobel per la chimica, proprio per i suoi studi sulle fluttuazioni di grandezze termodinamiche relative a stati lontani dall'equilibrio termodinamico. Esce fuori qualcosa di straordinario: il potere creativo del Tempo, dove l'evoluzione termodinamica dell'universo non è più orientata verso la "morte termica" . Nel paradigma proposto da Prigogine, inoltre, la singolarità iniziale (Big Bang) viene sostituita da una "instabilità termodinamica" che ha dato appunto luogo a un universo.
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