Morte termica dell'universo

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La morte termica (o morte entropica) è un possibile stato finale dell'universo in cui non vi è più energia libera per compiere lavoro. In termini fisici, l'entropia raggiunge il massimo valore, e l'universo è in equilibrio termodinamico.

Origini dell'idea[modifica | modifica wikitesto]

Il secondo principio della termodinamica afferma che in un sistema isolato l'entropia tende ad aumentare nel tempo in modo irreversibile. Se l'universo vive per un tempo sufficientemente lungo, raggiungerà asintoticamente uno stato nel quale tutta l'energia è uniformemente distribuita, e non saranno possibili processi energetici (inclusa la vita).

L'idea della morte termica fu proposta da William Thomson a partire dal 1851, partendo da osservazioni di Sadi Carnot del 1824 sulla perdita di energia meccanica sotto forma di calore.

Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Modello atomico di Thomson.

Stato attuale[modifica | modifica wikitesto]

Ogni ipotesi sulla possibilità della morte termica dipende da supposizioni sulla natura dell'universo.

Uno scenario di morte termica può verificarsi solo se l'universo ha una geometria piatta o iperbolica, per cui continua a espandersi per un tempo indefinito, ed è effettivamente un sistema isolato.

Molti hanno messo in discussione l'applicabilità dello stesso concetto di entropia e del modello termodinamico all'intero universo[1][2][3], o almeno la possibilità di fare previsioni considerando le scarse conoscenze sull'entropia dei campi gravitazionali[4][5] e sui fenomeni quantistici.

Destino dell'universo dopo il Big Freeze[modifica | modifica wikitesto]

Discussa è la possibilità di esistenza dopo il Big Rip e o il Big Freeze. Vi sono diverse ipotesi:

  • Resteranno i residui della materia in sparsi fotoni, privi di massa.
  • Esisteranno comunque universi paralleli (cfr. multiverso, nelle principali formulazioni, il mondo-brana e la teoria delle bolle/inflazione eterna).
  • Alcuni scienziati, che accettano il modello, sostengono che il tempo si fermerà e si annulleranno le dimensioni e le distanze.[6]
  • Si genererà un nuovo Big Bang nel nostro universo, a causa della bassissima entropia dopo il "congelamento".

L'ultima ipotesi è quella più suggestiva e comprende due possibilità, rientranti nelle varie teorie dell'universo oscillante o modello ciclico.

Cosmologica ciclica di Penrose[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Cosmologia ciclica conforme.

Roger Penrose, nel libro Dal Big Bang all'eternità, afferma che l'infinitamente piccolo allora equivarrà all'infinitamente grande, e l'universo apparentemente freddo e morto del Big Rip o del Big Freeze potrebbe così dare origine, per effetto dell'annullamento delle leggi fisiche precedenti, ad un nuovo Big Bang (la bassa entropia sarebbe la stessa della nascita del primo universo), anche se diverso da quello della teoria del Big Bounce. L'attuale universo sarebbe uno degli infiniti "eoni" (ognuno della durata di 10100) che costituiscono l'eterno universo. Penrose afferma che la prova sarebbe contenuta nella radiazione di fondo.[7][8]

Modello di Baum-Frampton[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Modello di Baum-Frampton.

Questo modello è strettamente collegato al Big Rip, che tuttavia non sarebbe mai completo, più che a un Big Freeze.

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Max Planck, Treatise on Thermodynamics, archive.org, 1º marzo 2007. URL consultato il 1º ottobre 2014.
  2. ^ Čápek, V., Sheehan, D.P., Challenges to the Second Law of Thermodynamics: Theory and Experiment, Springer, Dordrecht, 2005.
  3. ^ Grandy, W.T. Jr, Entropy and the Time Evolution of Macroscopic Systems, Oxford University Press, p. 151. URL consultato il 1º ottobre 2014.
  4. ^ Egan, Lineweaver, A Larger Estimate of the Entropy of the Universe, 2009.
  5. ^ Smolin L., Time, laws, and future of cosmology, in Physics Today, vol. 67, nº 3, 2014, pp. 38-43.
  6. ^ "Il tempo sta rallentando e si fermerà del tutto"
  7. ^ Prima del Big Bang? Un altro universo identico: la teoria di Roger Penrose divide i cosmologi
  8. ^ L'universo prima del Big Bang

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]