Nuova Teoria Quantistica Spiega la Freccia del Tempo tramite Correlazioni

La questione fondamentale relativa alla direzione irreversibile del tempo, percepita come una costante esistenziale, sta ricevendo una nuova interpretazione teorica. Ricercatori dell'Università di Hainan, in Cina, guidati dal fisico Cai Qingyu, hanno proposto un modello innovativo per spiegare perché la "freccia del tempo" punti inesorabilmente verso il futuro. Questa ricerca, pubblicata alla fine del 2025, fornisce una spiegazione che si discosta dal tradizionale concetto di entropia, noto come Freccia Termodinamica del Tempo, che ha a lungo dominato la fisica.

Storicamente, le leggi della meccanica classica e della relatività erano considerate cronologicamente reversibili, consentendo, in linea di principio, un viaggio teorico a ritroso nel tempo. Tuttavia, l'esperienza quotidiana, come la rottura di un oggetto fragile, manifesta una chiara unidirezionalità che queste leggi non spiegavano completamente. La spiegazione classica si fonda sul secondo principio della termodinamica, che stabilisce l'aumento dell'entropia nei sistemi isolati, un principio considerato da alcuni la legge fisica più attendibile.

La nuova teoria avanzata dal team di Cai sposta l'analisi sul piano quantistico, ponendo l'accento sulle correlazioni quantistiche, in particolare sul tasso di aumento dell'entanglement nei sistemi quantistici. Quando due particelle elementari interagiscono, esse stabiliscono una connessione quantistica, assimilabile a una "stretta di mano" informativa. Questa prospettiva si distingue da ipotesi che si concentravano sull'aumento dell'entanglement con l'ambiente che causa la decoerenza, poiché la teoria di Cai identifica l'irrevocabile registrazione di tale correlazione come la base fondamentale per la direzione del tempo.

Il lavoro ha dimostrato matematicamente, attraverso l'enunciazione di un "teorema no-go", che una volta che queste correlazioni quantistiche sono stabilite, non esiste alcun processo fisico in grado di cancellare o recuperare l'informazione iniziale delle particelle, indipendentemente dallo stato del loro ambiente circostante. Questo trasferimento di informazione non recuperabile genera la natura automatica e unidirezionale del fluire temporale. Tali conclusioni si basano sulla dinamica interna dei sistemi quantistici, senza dipendere da osservazioni o misurazioni esterne, colmando così un divario tra la meccanica quantistica e la nostra esperienza macroscopica.

Le implicazioni di questa scoperta sono significative per la comunità scientifica, poiché stabiliscono la traiettoria unica della nostra esistenza come la traiettoria singolare del tempo stesso. La possibilità di invertire il flusso temporale richiederebbe, secondo questa teoria, la violazione di leggi fondamentali che governano la struttura della realtà, dato che l'informazione del passato è intrinsecamente codificata nel presente tramite questo meccanismo di correlazione. Esperimenti futuri continueranno a convalidare l'idea che la stabilità apparente del tempo potrebbe non essere così statica come comunemente assunta.

La fisica classica, come illustrato dalle formulazioni di Clausius e Kelvin-Planck del secondo principio della termodinamica, si concentra sull'irreversibilità di fenomeni come il trasferimento di calore da un corpo caldo a uno freddo, evidenziando i limiti nella conversione totale del calore in lavoro. La nuova teoria quantistica offre un meccanismo più profondo, legato alla natura stessa dell'informazione e delle sue interazioni a livello subatomico, per spiegare l'asimmetria temporale che è così evidente nella nostra realtà, superando la semplice probabilità statistica dell'entropia.