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Ancora l’entropia

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Pamela ha una serie di domande:

Caro professore, frequento l'ultimo anno del liceo classico e in questi giorni sto studiando per sostenere l'esame orale. Nel mio percorso ("lo scandalo") ho inserito "ordine,disordine ed entropia" con riferimenti alla morte termica dell'unverso e al racconto di Asimov, "L'ultima domanda".
Mi perdoni per la banalità delle mie domande, ma non mi è chiara la questione dell'entropia dell'universo. Che cos'è esattamente? Perché aumenta? E soprattutto perché il secondo principio della termodinamica è detto freccia del tempo? Perché esistono così tanti enunciati per esprimere il secondo principio?
Infine se l'universo è in evoluzione verso un continuo disordine, è possible che la vita sia un'eccezione a questa regola o no (se pensiamo all'evoluzione di una specie, essa è orientata alla realizzazione di organismi complessi e ordinati...)?
Purtroppo ho voluto inserire quest'argomento a tutti costi, sebbene non l'avessimo approfondito durante l'anno scolastico...
Ho letto "l'ultima domanda" di Asimov e non mi è chiara la domanda che è posta: è possibile invertire l'entropia?
La ringrazio anticipatamente,
Pamela

Ecco i miei tentativi di risposta:

Sull'entropia comincio col suggerirti di leggere un post precedente:
L'entropia, questa sconosciuta...
Se l'entropia è legata alla probabilità con la quale può realizzarsi una particolare configurazione del sistema in esame, è più facile capire perché essa debba aumentare: con il passare del tempo, le configurazioni più probabili devono verificarsi più spesso di quelle meno probabili...

L'entropia dell'Universo è, semplicemente, l'entropia totale di tutti i sistemi che compongono l'Universo. Resta da vedere se un concetto così definito abbia un effettivo contenuto fisico, dato che il suo valore non sembra accessibile sperimentalmente.

Il legame del secondo principio con la freccia del tempo consiste nel fatto che il principio afferma che ogni sistema isolato evolve spontameamente verso lo stato di entropia massima. Questo permette di distinguere fisicamente il passato dal futuro: dati due stati di un sistema isolato, il secondo si trova nel futuro del primo se in esso l'entropia è maggiore.
La questione è delicata. Prima o poi dovrò farci un post per Fisicamente...

L'evoluzione biologica non viola il secondo principio, perché i sistemi biologici non sono sistemi isolati, ma scambiano energia e materia con l'intera biosfera e con il Sole. Se metti insieme un organismo, la biosfera e il Sole in un grande sistema isolato, vedrai che l'entropia totale aumenta sempre, perché l'aumento di entropia del Sole compensa molte volte la diminuzione di entropia dell'organismo.

Infine: è possibile invertire il tempo...?

In bocca al lupo!

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