En realidad, esa es una muy buena pregunta: nada en la experiencia ordinaria sugiere algo como la invariancia de inversión de tiempo, sin embargo, se considera una de las opciones fundamentales para la invariancia en las leyes de la naturaleza. ¿Cómo llegó a ser esto?
Creo que solo se convirtió en una idea cuando Newton introdujo las leyes de la física en forma matemática. Es un hecho matemático simple que la expresión matemática de las leyes de dinámica de Newton (“F = ma” y todo eso) y todas las leyes de fuerza propuestas son reversibles en el tiempo: si x (t) es una solución a las ecuaciones, entonces es x (-t) Esto nos permite conocer las órbitas de los planetas en épocas anteriores, así como predecirlos.
Las únicas leyes de la física para las cuales esto nunca fue cierto son las leyes de la termodinámica, específicamente la segunda ley de la termodinámica, que dice que es imposible tener un proceso cuyo resultado neto sea una disminución en la entropía total de un sistema. (Está bien si la entropía disminuye en algunas partes, siempre que la entropía en general haya aumentado). De esta manera, la termodinámica es la única señal visible de que los físicos están prestando atención a los hechos de que los huevos no se descifran, etc. Pero la termodinámica no es un tema donde se puede ver “cómo funcionan las cosas”.
- ¿Cómo desafiaría un físico un boleto de cámara de luz roja?
- ¿Cómo pueden afirmar los físicos que uno puede escapar de un tirón gravitacional alejándose de la masa que la ejerce a c o más rápido, cuando es imposible viajar a la velocidad de la luz o más rápido?
- ¿Cómo miden los físicos la velocidad de los muones que caen a la Tierra?
- ¿Cómo Albert Einstein nos cambió a nosotros hoy?
- ¿Quién es el mejor físico de todos los tiempos?
En este momento, la pregunta se ha convertido en: “Dado que las leyes fundamentales de la naturaleza parecen ser reversibles en el tiempo, ¿por qué la termodinámica introduce la irreversibilidad? ¿Cómo se introdujo eso?” Al desarrollar la mecánica estadística, que puede considerarse como un intento de derivar la termodinámica de principios fundamentales como las leyes de Newton, siempre se ha visto como un enigma sobre cómo explicar de dónde proviene esta irreversibilidad: ¿Por qué las cosas funcionan solo en la dirección? de volverse menos “ordenado” con el tiempo?
La única respuesta parece ser: “Porque todo el universo comenzó en un estado muy ordenado, y las cosas se han” deteriorado “a partir de ahí”. Así que terminamos culpando del hecho de que nuestro café solo se enfría, y los huevos solo se revuelven pero no se descifran, en las condiciones anteriores del universo en su conjunto.
En el siglo XX, había una propuesta para una fuerza fundamental, llamada “fuerza débil”, que matemáticamente carecía de la característica de invariancia en el tiempo: una solución x (-t) no siempre resolvería las ecuaciones solo porque x (t) trabajó. Esto causó cierta confusión por un tiempo y ayudó a las personas a recordar que, después de todo, no había ninguna razón particular por la que debiéramos creer en la invariancia de inversión de tiempo. Desde entonces, un esquema de invariancia más amplio, que combina inversión de tiempo con inversión de paridad (imagen de espejo) y conjugación de carga (cambio de los signos de las cargas fundamentales) es una característica que se cree que es parte de las leyes fundamentales de la física. .
Pero esta nueva combinación, llamada “invariancia TCP” (para inversión de tiempo, conjugación de carga e invariancia de inversión de paridad) no explica realmente la pregunta fundamental: todavía estamos en la etapa en la que no entendemos cuán práctico la irreversibilidad se cuela en nuestras aplicaciones de principios fundamentales, cuando los principios fundamentales no lo incluyen. La invariancia de inversión de tiempo parece ser una “ley de la naturaleza”, pero no es un hecho de la vida.