Da quando Lemaitre e Hubble lo hanno proposto per la prima volta negli anni '20, scienziati e astronomi sono stati consapevoli che l'Universo si sta espandendo. E da queste osservazioni sono emerse teorie cosmologiche come la teoria del Big Bang e la "Freccia del tempo". Mentre il primo affronta le origini e l'evoluzione del nostro Universo, il secondo sostiene che il flusso del tempo in una direzione ed è collegato all'espansione dello spazio.
Per molti anni, gli scienziati hanno cercato di accertare il perché. Perché il tempo scorre in avanti, ma non indietro? Secondo il nuovo studio prodotto da un gruppo di ricerca dell'Istituto di fisica di Yerevan e dell'Università di Stato di Yerevan in Armenia, l'influenza dell'energia oscura potrebbe essere la ragione del flusso di tempo in avanti, che può rendere il tempo unidirezionale una caratteristica permanente di il nostro universo.
Oggi, teorie come la Freccia del tempo e l'espansione dell'universo sono considerate fatti fondamentali sull'universo. Tra la misurazione del tempo con gli orologi atomici, l'osservazione dello spostamento rosso delle galassie e la creazione di mappe 3D dettagliate che mostrano l'evoluzione del nostro Universo nel corso di miliardi di anni, si può vedere come il tempo e l'espansione dello spazio siano uniti all'anca.
La domanda sul perché questo è il caso è quella che ha continuato a frustrare i fisici. Alcune forze fondamentali, come la gravità, non sono governate dal tempo. In effetti, si potrebbe sostenere senza difficoltà che le leggi del movimento di Newton e la meccanica quantistica funzionano allo stesso modo avanti o indietro. Ma quando si tratta di cose su larga scala come il comportamento di pianeti, stelle e intere galassie, tutto sembra scendere alla Seconda Legge della Termodinamica.
Questa legge, che afferma che il caos totale (ovvero l'entropia) di un sistema isolato aumenta sempre nel tempo, la direzione in cui il tempo si muove è cruciale e non negoziabile, è diventata una base accettata per la Freccia del Tempo. In passato, alcuni si sono azzardati che se l'Universo avesse iniziato a contrarsi, il tempo stesso avrebbe cominciato a fluire all'indietro. Tuttavia, dagli anni '90 e dall'osservazione che l'Universo si sta espandendo a un ritmo accelerato, gli scienziati hanno dubitato che questo.
Se, di fatto, l'Universo viene spinto a maggiori tassi di espansione - la spiegazione predominante è che "l'energia oscura" è ciò che lo sta guidando - allora il flusso del tempo non cesserà mai di essere a senso unico. Portando questa logica un ulteriore passo avanti, due ricercatori armeni - Armen E. Allahverdyan del Center for Cosmology and Astrophysics presso il Yerevan Institute of Physics e Vahagn G. Gurzadyan della Yerevan State University - sostengono che l'energia oscura è la Motivo perché il tempo va sempre avanti.
Nel loro articolo, intitolato "La freccia del tempo è influenzata dall'energia oscura", sostengono che l'energia oscura che accelera l'espansione dell'universo supporta la natura asimmetrica del tempo. Spesso definita come la "costante cosmologica" - riferendosi alla teoria originale di Einstein su una forza che tratteneva la gravità per raggiungere un universo statico - l'energia oscura è ora vista come una costante "positiva", spingendo l'Universo in avanti, anziché trattenerlo .
Per testare la loro teoria, Allahverdyan e Gurzadyan hanno usato uno scenario su larga scala che coinvolge gravità e massa - un pianeta con massa crescente in orbita attorno a una stella. Ciò che hanno scoperto è che se l'energia oscura avesse un valore pari a 0 (che è quello che i fisici pensavano prima degli anni '90), o se la gravità fosse responsabile di mettere insieme lo spazio, il pianeta avrebbe semplicemente orbitato attorno alla stella senza alcuna indicazione sul fatto che si stesse muovendo avanti o indietro nel tempo.
Ma supponendo che il valore dell'energia oscura sia positivo (come suggeriscono tutte le prove che abbiamo visto), il pianeta alla fine sarebbe gettato via dalla stella. Portando avanti questo scenario, il pianeta viene espulso a causa della sua massa crescente; mentre quando viene eseguito all'indietro, il pianeta si chiude sulla stella e viene catturato dalla sua gravità.
In altre parole, la presenza di energia oscura in questo scenario era la differenza tra avere una "freccia del tempo" e non averne una. Senza energia oscura, non c'è tempo, e quindi non c'è modo di dire la differenza tra passato, presente e futuro, o se le cose stanno andando avanti o indietro.
Ma, naturalmente, Allahverdyan e Gurzadyan hanno anche notato nel loro studio che questo è un test limitato e non risponde a tutte le domande ardenti. "Notiamo anche che il meccanismo non può (e non dovrebbe) spiegare tutte le occorrenze della freccia termodinamica", hanno detto. "Tuttavia, si noti che anche quando l'energia oscura (costante cosmologica) non domina la densità media (universo primitivo o scala di laboratorio di oggi), esiste ancora."
Limitata o no, questa ricerca è rappresentativa di alcuni nuovi entusiasmanti passi che gli astrofisici hanno intrapreso negli ultimi tempi. Ciò implica non solo mettere in discussione le origini dell'energia oscura e la forza di espansione che crea, ma anche mettere in discussione le sue implicazioni nella fisica di base. In tal modo, i ricercatori potrebbero finalmente essere in grado di rispondere all'annosa domanda sul perché il tempo esiste e se può essere manipolato o meno (ovvero il viaggio nel tempo!)
