Un fisico costruisce un universo in miniatura e osserva il tempo emergere senza un orologio

Il professor Giovanni Barontini, fisico dell'Università di Birmingham, ha costruito un universo in miniatura in laboratorio e lo ha usato per osservare l'emergere del tempo. Ha raffreddato una nuvola di circa 24.000 atomi fino a pochi miliardesimi di grado sopra lo zero assoluto, una condizione in cui gli effetti quantistici diventano particolarmente evidenti.

Il sistema è stato diviso da due fasci laser in una regione luminosa, osservata, e una regione buia, non osservata, ed è stato progettato per espandersi e contrarsi, in una vaga imitazione di un Big Bang e di un Big Crunch.

Seguendo come gli atomi si ridistribuivano tra le due regioni di questo sistema quantistico isolato, Barontini ha individuato una misura interna di progressione che chiama «tempo entropico», il quale avanza in una direzione costante e può collocare gli eventi nella sequenza corretta senza alcun riferimento a un orologio esterno.

Barontini ha dichiarato che il lavoro dimostra che «il tempo può essere definito dai cambiamenti all'interno di un sistema, piuttosto che come l'orologio esterno che ticchetta a cui siamo abituati a pensare».

I risultati, pubblicati sulla rivista Physical Review Research, forniscono la prima prova sperimentale controllata che il tempo può essere definito da cambiamenti interni all'interno di un sistema piuttosto che da un orologio esterno — un'idea che riguarda direttamente le teorie della gravità quantistica, dove il tempo non compare come caratteristica intrinseca.

L'esperimento non riscrive la fisica da un giorno all'altro, ma offre una delle dimostrazioni di laboratorio più chiare finora che il tempo potrebbe, in ultima analisi, essere una conseguenza, e non una causa, dei processi fisici.