Giulio Severini ha scritto:
> Mi dispiace, ma non sono in grado di capire le vostre risposte.
> 1. cos'� un moto perpetuto di seconda specie? E di prima?
> ...
> Perdonatemi ma non pensavo la risposta potesse includere concetti cos�
> complicati (per me).
Cerco di dare, della mia risposta, una spiegazione "divulgativa" senza
perdere in rigore.
Sulla differenza tra il moto perpetuo di I e II specie ti hanno gia'
risposto esaurientemente. Quello di prima specia comporta creazione di
energia dal nulla, e contrasta con il principio di conservazione
dell'energia (e' il vecchio sogno della creazione onnipotente,
sicuramente irrealizzabile). Quello di seconda specie comporta la
trasformazione di energia termica in lavoro senza un serbatoio a
temperature inferiori, e contrasta con il II principio della
termodinamica (ed e' anche lui un sogno, ma non tanto vecchio, risale
piu' o meno al 1800: quello di poter superare il rendimento di Carnot
della macchine termiche; o di poter riutilizzare energia cinetica
macroscopica gia' degradata a energia termica. Anche lui sicuramente
irrealizzabile, ma per una ragione piu' sottile, vedi sotto).
Il punto e' che, mentre il principio di conservazione dell'energia e'
indipendente dal verso del tempo, per enunciare il II principio della
termodinamica un verso del tempo bisogna gia' averlo prefissato.
La scelta sembra ovvia: dal "passato" al "futuro". Ma, e qui la cosa si
fa interessante, il fatto che gli organismi viventi possano avere
memoria del passato ma non conoscenza del futuro discende proprio dal II
principio; per cui, se (come io ho letto quello che hai scritto tu) il
II principio fosse una proprieta' "locale", ed esistessero "zone" dello
spaziotempo dove il calore passasse spontaneamente e *regolarmente* dai
corpi piu' freddi a quelli piu' caldi, li' gli esseri viventi avrebbero
una "freccia psicologica" del tempo invertita anch'essa, ed
enuncerebbero il II principio esattamente nello stesso modo in cui lo
facciamo noi; e *anche per loro*, il sogno della Rivoluzione Industriale
risulterebbe irrealizzabile.
(E se il calore non passasse per nulla? Allora la vita non sarebbe
possibile. Questi sono i risultati che hanno fruttato il Nobel a Prigogine.)
Ora, negare l'idea che
0). il II principio della termodinamica e' una legge universale della
Fisica, valido sempre e ovunque
e affermare invece che non e' necessariamente universale, ma solo
"locale", affermazione che vedo equivalente alla tua:
> macchina dal moto perpetuo di questo tipo sono impossibili solo 'localmente'
puo' essere fatto in *due* modi.
Sperimentalmente, sappiamo benissimo che esso vale "qui" (nell'ambito
dell'intero Sistema Solare, che ormai abbiamo esplorato a sufficienza) e
"ora" (almeno, per i parecchi miliardi di anni passati di cui abbiamo
evidenze geologiche e paleontologiche).
Sappiamo inoltre che, in tutto l'Universo *visibile*, il II principio
valeva "li'" e "allora" (cioe' all'epoca in cui la radiazione
elettromagnetica che ora vediamo o riveliamo veniva emessa, e per un
lungo periodo anteriore che permettesse, secondo meccanismi noti, la
formazione degli oggetti che oggi vediamo): e qui c'e' una gabola
sottile, gia' messa in evidenza da Boltzmann: se esistessero zone
dell'Universo dove il II principio non valesse (o valesse al contrario),
li' non sarebbero rilevabili *sorgenti*, emettitori di radiazione, ma
solo *pozzi*, assorbitori. Quindi quelle zone non rientrerebbero
nell'Universo *visibile*, perche' gli oggetti contenuti in esse non
sarebbero affatto visibili.
Quindi non c'e' finora alcuna evidenza sperimentale che possa negare una
di queste due ipotesi:
1) Il II principio non vale *sempre*. E' possibile ad esempio che esso
valga nella fase espansiva dell'Universo, ma si inverta nella
(eventuale) fase di ricollasso. Questo e' stato sostenuto da Gold e,
partendo da alcune ipotesi di "semplicita'" nella struttura
spaziotemporale dell'Universo (ipotesi "no boundary condition"), nel
primo articolo di Hawking che ho segnalato.
2) Il II principio non vale "ovunque". E' possibile che esistano anche
"ora" zone dell'Universo in cui il verso del tempo e' invertito, sia per
i processi termodinamici che per gli esseri viventi. E questa ipotesi
risale a Boltzmann, che la giustificava pero' con un ragionamento
statistico valido in un Universo di estensione e durata infinita, non
limitata come negli attuali modelli cosmologici.
Nell'articolo di cui ho postato il link, Huw Price dimostra
(inoppugnabilmente, secondo me) che da leggi fisiche postulate
simmetriche nel tempo *non puo'* derivare un principio asimmetrico, se
non introducendo un'asimmetria temporale inavvertitamente o
subdolamente, nel ragionamento stesso (quello che chiama "double
standard", ossia "due pesi e due misure": un ragionamento viene
applicato in un verso del tempo ma non nel verso opposto).
Partendo da questo principio, affermava che il secondo articolo di
Hawking, quello di cui ho postato il link - di cui non conosceva il
testo, ma solo alcune anticipazioni sulle conclusioni, fatte da Hawking
stesso in occasione di convegni - *doveva* contenere un errore logico. E
in effetti, leggendo l'articolo pubblicato nel frattempo, Hawking,
partendo da ipotesi cosmologiche molto semplici e simmetriche nel tempo,
determina tre possibili soluzioni evolutive per il suo Universo: una con
entropia sempre crescente, una con entropia sempre decrescente, ed
infinite combinazioni lineari delle due con un massimo intermedio. Poi,
senza giustificarlo, *sceglie* la prima, e arriva alla conclusione 0).
Le affermazioni 1) e 2) sono invece attraenti proprio perche', a
differenza della 0), consentirebbero una "spiegazione" del II principio,
attribuendone l'asimmetria temporale ad una asimmetria temporale
ontologicamente antecedente:
1.1) quella, ovvia, del verso del tempo in cui l'Universo risulta in
espansione, nel caso dell'Universo di Gold;
2.1) qualche asimmetria meno ovvia, a carattere accidentale e locale,
dovuta alla non perfetta omogeneita' della distribuzione della massa
nello spazio. Ad esempio, possono esservi delle zone di spazio in cui la
densita' di massa aumenta (nel nostro verso del tempo) ed altre in cui
diminuisce, per cui in esse aumenta o diminuisce il potenziale
gravitazionale (e/o la curvatura della metrica - Fatal Error, ci sei?
:-): e nessun sistema puo' essere *isolato* dall'azione gravitazionale.
Se ci limitiamo a considerare la variazione di massa legata alla
radiazione elettromagnetica, e' indubbio che la massa di sorgenti
luminose debba diminuire, mentre quella di possi di radiazione debba
aumentare. Finora nessuno ha pensato che tali variazioni,
quantitativamente piccole, potrebbero avere qualche effetto.
Il fatto e' che, anche se l'idea e' attraente, finora nessuno e'
riuscito a escogitare un meccanismo logico per cui dalle cause 1.1) e
1.2) *sia necessario* derivare gli effetti 1) e 2).
Noto, per terminare, che mentre una verifica sperimentale *diretta*
dell'ipotesi 1) e' *per definizione* fuori dalla portata di qualsiasi
essere senziente, a una verifica diretta dell'ipotesi 2) si puo' invece
pensare. E' necessario un telescopio che, di un punto coniugato
otticamente all'infinito o quasi, sia in grado di misurare *non* la
radiazione *assorbita* dai pixel di un elemento sensibile ed emessa da
una sorgente remota in quel punto, ma quella *emessa* dai pixel ed
assorbita da un pozzo remoto. Magari, misurando l'energia necessaria a
mantenerlo ad una temperatura costante di qualche migliaio di kelvin.
Ovviamente, come nota Pangloss, simili spiegazioni non ci cambierebbero
la vita: *qui ed ora*, possiamo tranquillamente basarci sulla previsione
che il II principio continuera' a valere per tutto il tempo in cui
saremo in grado di effettuare esperimenti ed osservazioni. D'altra
parte, c'e' tanta gente che si occupa di astronomia e di cosmologia, e
facendo Fisica, non metafisica.
ciao
--
TRu-TS
Conoscenza non e' ricordare le cose,
ma ricordare in che libro cercarle.
Beniamino Placido
Received on Fri Apr 23 2010 - 00:44:07 CEST