Entropia? Come stupirsi dell’energia

Entropia? Come stupirsi dell’energia

Mescolando un mazzo di carte da ramino, vi stupireste di ritrovarle in ordine? Dall’Asso al K, prima i cuori, poi quadri, fiori e infine picche… Come Quando Fuori Piove? A un tavolo da biliardo con le biglie sparse e nessuna in buca, se colpendo la palla bianca, dopo una serie di carambole, le palline si disponessero nella caratteristica forma a triangolo, come se il gioco dovesse ancora iniziare, vi stupireste? E se il vostro avversario dopo aver disegnato sul tavolo, con fare strafottente, 15 puntini numerati, con un colpo solo separasse le biglie così da fermare la numero 1 sul puntino 1, la 2 sul 2 e così via… vi stupireste? Ultima storia: costruite un castello di carte e, felici di averle usate tutte e 52, correte a cercare dei testimoni, ma al vostro ritorno il castello è caduto… vi stupireste? E se invece aveste lasciato le carte sparpagliate e al vostro ritorno ritrovaste il castello di carte in tutto il suo splendore e foste certi che nessuno è entrato nella stanza, vi stupireste?

Storie diverse, accomunate dal senso di stupore! Perché? Perché il caos è molto più “probabile” dell’ordine! Di tutti gli ordinamenti possibili delle carte da gioco, rarissimi sono quelli per noi dotati di senso, e appare alquanto inverosimile che dopo una mescolata se ne presenti uno. Ma non è impossibile. E il saper riconoscere un ordine è anche una questione di preparazione dell’osservatore. Se, per esempio, al gioco del lotto uscissero 2, 11, 7, 3 e 5, per alcuni potrebbe essere normale, una qualsiasi cinquina, per altri invece potrebbe essere strano vedere i primi 5 numeri primi! Nonostante si tratti di un’estrazione possibile e con la stessa probabilità di qualunque altra, la sua “proprietà/ordine”, se riconosciuta, risulterebbe anomala. Lo stesso accade nell’esempio del biliardo imbrattato.

Ma l’ultimo caso è diverso! In natura esistono diversi tipi di energia: cinetica, potenziale, chimica, interna… Quest’ultima dà una misura (anche) del movimento caotico delle particelle: più un corpo è caldo, più le sue particelle vibrano e si muovono velocemente e caoticamente. In natura, c’è una tendenza spontanea dell’energia ordinata a trasformarsi in energia disordinata, mai il contrario. Un’automobile lanciata in autostrada, se finisse la benzina, tenderebbe a fermarsi, con il conseguente riscaldamento delle ruote, spostamento (caotico) delle masse d’aria, ecc. Non è mai stato osservato invece che, raffreddando le ruote di un’auto, questa si metta a correre all’impazzata!
Il castello di carte aveva un tipo di energia (potenziale) ordinata che spontaneamente è passata a un tipo di energia disordinata. Il passaggio inverso non solo sarebbe strano, sarebbe contro natura. In un sistema isolato, il grado di disordine (energetico), o entropia, tende sempre ad aumentare.

Interessante è riflettere sul fatto che l’unica altra grandezza fisica che ha un verso, oltre all’entropia, è il tempo: dal passato al futuro. Il tempo scorre perché l’entropia dell’Universo aumenta. E viceversa.

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Il presente articolo è stato pubblicato sulla rubrica “Fisica? Un gioco.” – Sapere, giugno 2017 – ed. Dedalo.