THE PRINCIPLE OF MINIMUM SPATIAL ENERGY CONCENTRATION AND THE ORIGIN OF IRREVERSIBILITY

abstract (inglese) This paper proposes the B Principle of thermodynamics, formulated as a deterministic physical principle of minimum spatial concentration of energy, capable of providing a mechanical, non-probabilistic explanation of the irreversibility of natural processes. After a critical review of the classical formulation of entropy and the Boltzmann statistical interpretation, the conceptual limitations associated with the exclusive use of probabilistic arguments are highlighted, particularly in relation to the Poincaré recurrence and the time invariance of fundamental laws.The B Principle is formalized by introducing a quantitative measure of energy concentration, defined as a quadratic functional of energy density, and initially analyzed in a discrete model, then extended to the continuum. Using a variational approach with total energy conservation constraints, it is shown that the stable equilibrium state corresponds to the uniform distribution of energy, while any more concentrated configuration is mechanically unstable and accessible only through external work.The work also shows how the growth of Boltzmann entropy emerges as a statistical consequence of the physical tendency to minimize energy concentration, thus providing a unified and causal reinterpretation of the second law of thermodynamics and the origin of the arrow of time. abstract (italiano) In questo lavoro viene proposto il Principio B della termodinamica, formulato come principio fisico deterministico di minima concentrazione spaziale dell’energia, capace di fornire una spiegazione meccanica e non probabilistica dell’irreversibilità dei processi naturali. Dopo una revisione critica della formulazione classica dell’entropia e dell’interpretazione statistica di Boltzmann, vengono messi in evidenza i limiti concettuali legati all’uso esclusivo di argomenti probabilistici, in particolare in relazione alla ricorrenza di Poincaré e all’invarianza temporale delle leggi fondamentali.Il Principio B viene formalizzato introducendo una misura quantitativa della concentrazione energetica, definita come funzionale quadratico della densità di energia, e analizzato inizialmente in un modello discreto, quindi esteso al continuo. Mediante un approccio variazionale con vincolo di conservazione dell’energia totale, si dimostra che lo stato di equilibrio stabile corrisponde alla distribuzione uniforme dell’energia, mentre ogni configurazione più concentrata risulta meccanicamente instabile e accessibile solo tramite lavoro esterno.Il lavoro mostra inoltre come la crescita dell’entropia di Boltzmann emerga come conseguenza statistica della tendenza fisica alla minimizzazione della concentrazione energetica, fornendo così una reinterpretazione unificata e causale della seconda legge della termodinamica e dell’origine della freccia del tempo.