¿Por qué el tiempo avanza y no retrocede?

En Alemania 1865 físico Rudolf Clausius Afirmó que el calor no se puede transferir de un cuerpo frío a un cuerpo caliente., si nada ha cambiado a su alrededor. Clausius ideó el concepto que llamó «entropía» para medir este comportamiento del calor; otra forma de decir que el calor nunca fluye de un cuerpo frío a un cuerpo caliente es decir «la entropía solo aumenta y nunca disminuye» (Ver el marco de entropía y el aumento de la turbulencia).

como Rovelli Confirmado en orden cronológicoEste es el Sólo La ley básica de la física que puede distinguir entre el pasado y el futuro. Una pelota puede rodar colina abajo o rebotar hasta la cima, pero el calor no puede pasar del frío al calor.

Para ilustrar, Rovelli toma su pluma y la deja caer de una mano a la otra. «La razón por la que esto se detiene en mi mano es porque tiene algo de energía, luego la energía se convierte en calor y calienta mi mano. La fricción deja de rebotar. De lo contrario, si no hay calor, esto se recuperará para siempre y no distinguiré el pasado del futuro.”

Hasta ahora, esto es sencillo. Es decir, hasta que empieces a pensar en qué es el calor a nivel molecular. La diferencia entre las cosas calientes y las cosas frías es cuán agitadas están sus moléculas: en una máquina de vapor caliente, las moléculas de agua están muy excitadas, se desvían y chocan entre sí rápidamente. Las moléculas de agua en sí están menos agitadas cuando se combinan como condensación en el vidrio de la ventana.

Aquí está el problema: cuando te acercas a un nivel, digamos, una molécula de agua choca y rebota en la otra, la flecha del tiempo desaparece. Si ve un video microscópico de esta colisión y luego lo rebobina, no estará claro qué camino hacia adelante y hacia atrás. En la escala más pequeña, el fenómeno que produce calor, la colisión de partículas, es simétrico con el tiempo.

Esto significa que la flecha del tiempo del pasado al futuro aparece solo cuando se retrocede de lo microscópico a lo macroscópico, algo que fue apreciado por primera vez por el físico y filósofo austriaco Ludwig Boltzmann.

«Entonces, la tendencia del tiempo proviene del hecho de que miramos las cosas grandes, no los detalles», dice Rovelli. A partir de este paso, desde la visión microscópica básica del mundo hasta la descripción aproximada y de grano grueso del mundo macroscópico, aquí es donde entra la dirección del tiempo.

«No es que el mundo esté esencialmente orientado hacia el espacio y el tiempo», dice Rovelli. Cuando miramos a nuestro alrededor, vemos una tendencia en la que los objetos cotidianos de tamaño mediano tienen más entropía: una manzana madura caída de un árbol, una baraja de cartas desordenada.

Si bien la entropía parece estar estrechamente relacionada con la flecha del tiempo, es algo sorprendente, y tal vez incluso confuso, que la única ley de la física que tiene una fuerte dirección del tiempo incorporada pierde esa dirección cuando miras cosas muy pequeñas.