Boltzmann

Quello che sappiamo del passato potrebbe non essere affatto reale. Sembra la premessa di un film di fantascienza, eppure è esattamente ciò che suggerisce il paradosso dei cervelli di Boltzmann, un'idea che continua a inquietare fisici e cosmologi. Uno studio fresco di pubblicazione riapre la questione con un approccio nuovo, mettendo in luce problemi logici nascosti nel modo in cui la fisica ragiona su tempo, entropia e memoria. Il gruppo di ricerca, formato dal professor David Wolpert del Santa Fe Institute, dal fisico Carlo Rovelli e da Jordan Scharnhorst, ha riesaminato a fondo l'ipotesi dei cervelli di Boltzmann. Il concetto, in parole povere, funziona così: i ricordi, le percezioni e tutto ciò che consideriamo la nostra storia personale potrebbero non riflettere eventi realmente accaduti. Potrebbero invece essere il prodotto casuale di fluttuazioni nell'entropia, una specie di incidente cosmico che genera l'impressione di un passato coerente mai esistito davvero. Il nodo sta in una tensione profonda dentro la fisica statistica. Il teorema H di Boltzmann è un pilastro della meccanica statistica, legato alla seconda legge della termodinamica, quella che spiega perché l'entropia tende ad aumentare nel tempo e perché percepiamo una direzione ben precisa tra passato e futuro. Il problema, però, è che il teorema H in sé è simmetrico rispetto al tempo: non preferisce una direzione piuttosto che l'altra. Da un punto di vista strettamente formale, risulta più probabile che i pattern che compongono i nostri ricordi emergano da fluttuazioni casuali dell'entropia piuttosto che da una sequenza reale di eventi passati. Detto in modo brutale: la fisica ammette la possibilità che la memoria non sia un archivio affidabile, ma un'illusione dettagliatissima generata dal caso. Come le assunzioni sul tempo condizionano tutto il dibattito Per districare questa matassa, i ricercatori hanno costruito un framework formale che analizza come diverse assunzioni di partenza influenzino le conclusioni su entropia e memoria. Il loro lavoro collega il paradosso dei cervelli di Boltzmann alla seconda legge della termodinamica e alla cosiddetta "ipotesi del passato", secondo cui l'universo avrebbe avuto inizio in uno stato di entropia molto bassa. Un punto cruciale riguarda quali istanti temporali vengono considerati come dati di fatto nell'analisi dell'evoluzione dell'entropia. Alcuni approcci partono dallo stato attuale dell'universo e procedono da lì. Altri assumono un punto di partenza a bassa entropia coincidente con il Big Bang. La cosa importante è che le leggi della fisica non specificano quale di queste prospettive sia quella giusta, il che lascia un margine interpretativo non trascurabile. Il ragionamento circolare nascosto dietro entropia e memoria Lo studio introduce quello che gli autori chiamano "congettura dell'entropia" per evidenziare un problema chiave presente in molte argomentazioni esistenti. Wolpert, Rovelli e Scharnhorst dimostrano che le discussioni su entropia, tempo e memoria si basano spesso su un ragionamento circolare sottile ma significativo. In pratica, certe assunzioni sul passato vengono usate per sostenere conclusioni come l'affidabilità della memoria o la direzione in cui l'entropia cresce. Poi, quelle stesse conclusioni vengono richiamate per giustificare le assunzioni iniziali. Un cane che si morde la coda, insomma. I ricercatori non pretendono di chiudere il dibattito una volta per tutte. L'obiettivo dello studio è piuttosto rendere visibili queste strutture logiche nascoste. Separando il ruolo delle leggi fisiche da quello delle assunzioni che usiamo per interpretarle, il lavoro offre un modo più trasparente di affrontare domande che restano aperte da decenni: cosa sappiamo davvero del tempo, dell'entropia e della natura stessa dei nostri ricordi. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Entropy.

Boltzmann

Boltzmann Brains: e se fossi solo un cervello in un universo morto?

Cervelli di Boltzmann: e se i tuoi ricordi fossero solo illusioni cosmiche?