Le leggi della fisica hanno la caratteristica della reversibilità. Valgono cioè in entrambe le direzioni temporali. Ma un’eccezione c’è: si tratta del secondo principio della termodinamica. L’entropia in un sistema chiuso tende infatti ad aumentare e può a un certo punto stabilizzarsi ma non tornare indietro. E’ questa la base di partenza dalla quale il fisico statunitense Sean Carroll muove nel suo libro “Dall’eternità a qui” (edizioni Adelphi, 486 pag., 34 euro) per dimostrare come il tempo nell’universo abbia una direzione ben determinata.
Processi irreversibili del resto ci sono ben noti: se versiamo del latte nel caffè, non possiamo più ottenere un a sequenza al contrario con il caffè che si separa dal latte. Mentre l’entropia del caffè e del latte separati era bassa, la miscelazione delle rispettive molecole ha fatto salire il livello di entropia. Sono questi processi alla base della freccia del tempo, perché ci danno irreversibilmente un “prima” e un “dopo”.

All’epoca del Big Bang l’universo – ci dice Caroll – aveva un livello di entropia molto più basso di quello attuale. Dunque la freccia del tempo procede nella direzione segnata dall’espansione dell’universo. Ma per Carroll il tempo non inizia con il Big Bang che rappresenta solo un evento molto importante della nostra parte di universo, ma non dell’intero universo.
Carroll precisa bene di non avere certezze (e chi del resto potrebbe averle in questo campo?), ma a suo dire non mancano ipotesi attendibili. Come quella di Maldacena per il quale lo spazio-tempo si estende indefinitamente in direzione del passato e del futuro. Se lo spazio-tempo non ha un inizio, il big bang non è altro che un “rimbalzo” dell’universo giunto alla fine di un processo di contrazione, il “big crunch”. Ma Carroll arriva a postulare l’esistenza di un “multiverso”, composto da universi-baby che passano da uno stato di entropia molto basso a uno sempre più alto in un processo di espansione e di raffreddamento. Siamo nel campo della pura speculazione e non a caso lo stesso Carroll ci ricorda di essere un fisico teorico: ma nel secolo scorso, e in particolare nella prima metà del Novecento, la fisica teorica ha dimostrato di saper anticipare con straordinario fiuto i risultati della fisica sperimentale grazie alle formidabili intuizioni dei suoi protagonisti.
Il ponderoso quanto difficile volume del ricercatore americano, oltre alle suggestioni legate alle prospettive teoriche sulla struttura dell’universo, offre una panoramica stimolante sui temi principali della fisica, dalla relatività allo spazio-tempo, dai quanti ai buchi neri. Molto apprezzabile una breve ma efficace appendice su esponenziali e logaritmi, utili per comprendere alcuni passaggi matematici relativi all’entropia.