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Investigación
La física valida los viajes en el tiempo
Ronald
Mallet nunca había oído hablar de física cuando leyó el clásico
de 1895 de H.G. Wells La máquina del tiempo, sólo unos meses
después de que su padre murió a los 33 años. El niño dio
por sentado que, para construir un dispositivo de ese tipo y
volver a ver a su padre, debería incursionar en el campo de
la electrónica, en el que trabajaba su padre. Fue a su paso
por Strategic Air Command que aprendió que los físicos eran
los que estaban descubriendo aparentes imposibilidades: que el
espacio puede doblarse; el tiempo puede desacelerarse; las
partículas puede ser ondas y las ondas, partículas. Era la física,
descubrió, la que ofrecía esperanzas de hacer de la ficción
de Wells (y de su sueño de infancia) una realidad.
(The
Wall Street Journal) "Pero fui lo suficientemente
astuto para no decirle a la gente que estaba interesado en la
física de viajar en el tiempo —dice Mallet, profesor de física
de la Universidad de Connecticut, en Storrs—. Elegí los
agujeros negros como mi fachada, y no hablé abiertamente del
viaje en el tiempo sino hasta 1998."
Desde
que Einstein formuló su teoría general de la relatividad en
1915, describiendo la gravedad como hondonadas y curvas en una
entidad única llamada espacio-tiempo, los investigadores han
estado encontrando joyas ocultas en sus ecuaciones. Esas
ecuaciones ofrecen numerosas "soluciones", o
configuraciones particulares del espacio-tiempo, desde
profundos pozos hasta sutiles ondas.
Una
solución, por ejemplo, sugiere la existencia de los agujeros
negros. Aunque en un principio sólo fueron una teoría, los
agujeros negros se han convertido desde entonces, a través de
observaciones astronómicas, en miembros del cosmos con todas
las de la ley. Ahora, los físicos están tomando con seriedad
las soluciones más nuevas, que sugieren una geometría del
espacio-tiempo que permite que se viaje al pasado.
Mallet
presentó una teoría el año 2000 según la cual si una
poderosa luz de láser fuera doblada para crear un anillo,
crearía una región en su centro donde el espacio-tiempo
genera una curva tan aguda en torno a sí, que alguien que esté
avanzando hacia el futuro terminaría en el mismo punto donde
empezó, en su propio pasado.
En
1991, el astrofísico de la Universidad de Princeton J.
Richard Gott ofreció la teoría de que los cordones cósmicos,
más delgados que un núcleo atómico pero infinitamente
largos y con más masa que una galaxia, podrían doblar el
espacio-tiempo lo suficiente como para crear pasajes al
pasado.
Pero
fue un descubrimiento de 1989, realizado por Kip Thorne y sus
colegas del Instituto Tecnológico de California, el que ha
hecho más por colocar la física de los viajes en el tiempo
en las publicaciones científicas más respetadas. Su teoría
dice que la relatividad general permite los llamados
agujeros-gusano, túneles que cruzan una región curvada del
espacio-tiempo, conectando el aquí y el allá, y el ahora y
el entonces. Los cálculos anteriores sugieren que los
hoyos-gusano no se mantienen abiertos el tiempo suficiente
para actuar como máquinas del tiempo, pero Thorne demostró
que, con suficiente energía negativa, se pueden mantener
abiertos.
Causalidad
y paradoja
La idea de la
causalidad es que una causa debe preceder siempre su efecto.
Esto parece lógico. Pero el recorrido del tiempo permitiría
que alguien viajara atrás en el tiempo a un punto antes de
que haya nacido. Cómo puede alguien vivir antes de haber
nacido? Este punto parece sutil pero no pienso que es un
argumento fuerte. Si puedo volver en el tiempo de manera que
pueda encontrar una versión más joven de mi, porqué no
puedo ir antes de que incluso existiera. Los leyes de la física
no indican que el viajar a etapas del tiempo debe
afectar mi biología de cualquier manera. De hecho, desde un
punto de vista relativista, es perfectamente válida para que
parezca experimentar el flujo normal del tiempo mientras que
el mundo exterior cambia. Aunque puedo caminar a través de un
agujero de gusano que tenga su otra boca 33 años en el
pasado yo seguiré siendo de la misma edad mientras camine a
través del agujero de gusano. Entonces aparecería en el
pasado, como una persona de aproximadamente 23 años de edad.
No hay razón física por la que no podría vivir 10 años
antes de que haya nacido. El problema verdadero surge si
intento prevenir algo en el recorrido del tiempo en el futuro,
que es mi pasado.
Hay algunas paradojas
del correr del tiempo que se presentan a menudo. Implican
generalmente la muerte de un antepasado en el pasado para
prevenir el propio nacimiento de las hojas de ruta (traveler)
del tiempo. Sin embargo, no encuentro ninguna razón de ser
tan mórbido. Hay muchos los decorados de flexión de la mente
que se pueden invocar para ilustrar el problema de la
paradoja. Imaginémosnos que he descubierto una máquina del
tiempo de un agujero de gusano creada por una cierta
raza antigua de los exploradores del espacio-tiempo y puedo
viajar al pasado y de nuevo al presente. Ahora suponga que
decido que deseo cambiar historia. Deseo ir de nuevo a Dallas,
Tejas el 22 de noviembre de 1963 y evitar que asesinen a
presidente Kennedy. Vuelvo atrás en el tiempo y voy a
advertir las autoridades competentes del peligro que
corre el presidente. Cogen las heces Harvey Oswald
y cualquier conspirators antes de que puedan lograr su misión
mortal. Soy acertado y se evita el asesinato. Ahora todo el
cambio de los libros de la historia. Cuando voy a la escuela e
historia de la toma allí no será ninguna mención del
asesinato de presidente Kennedy, porque nunca sucedió. El ese
ser el caso, cuando encuentro mi máquina del tiempo y decido
caminar detrás en tiempo e historia del cambio yo no irá de
nuevo a previene su asesinato. Puesto que no voy de nuevo a
parada el asesinato ocurrirá otra vez, y ahora la paradoja es
obvia. Tan mientras que pude haber comenzado con intenciones
el bueno, salvando una vida, termino encima de crear una
paradoja irreconciliable. Hay maneras fuera de esta paradoja o
he condenado la serie continua del spacetime a la destrucción?
La máquina del
tiempo es cuestión de dinero.
Eduardo Martínez, 12/01/2004 (08:27).
Según algunos
investigadores la máquina del tiempo es cuestión de dinero y
no presenta problemas a nivel de la física teórica.
(Tendencias Científicas) Aunque físicamente es posible
viajar en el tiempo, las complicaciones tecnológicas y filosóficas
continúan siendo insuperables.
Stephen
Hawking
El cumpleaños de Stephen Hawking ha propiciado un encuentro
de afamados físicos para hablar de este desafío científico,
que sigue suscitando controversia: mientras Paul Davies
asegura que la máquina del tiempo es cuestión de dinero y no
de física, Hawking descarta la posibilidad de viajar al
pasado en su conocida “Conjetura sobre la protección cronológica”,
formulada en 1991. El debate revela el propósito de unos de
construir la máquina del tiempo, al mismo tiempo que desvela
la imposibilidad material de viajar a la segunda guerra
mundial y el empeño de todos en descubrir la estructura
causal del espacio tiempo.
Stephen Hawking, el famoso físico minusválido cuyo libro,
Historia del Tiempo, puso la cosmología al alcance del gran público,
cumplió 60 años el año pasado. Algunos científicos
aprovecharon la oportunidad para reunirse en la Universidad de
Cambridge con la finalidad de hablar del fastidioso tema del
viaje en el tiempo.
“La mayoría de los físicos ven el viaje en el tiempo como
algo problemático, cuando no manifiestamente imposible”, señala
el profesor Matt Visser, experto en relatividad de Nueva
Zelanda, refiriéndose a la paradoja según la cual un viajero
del tiempo mata a su abuela cuando está durmiendo en la cuna.
Sin embargo, Visser reconoce que no hay ninguna prueba matemática
que excluya la posibilidad de que un viajero en el tiempo
cambie su pasado. ¿Puede estar protegida la cronología?, se
pregunta. “A pesar del trabajo de una década, no sabemos
nada con certeza al respecto.”
Es fácil escribir del viaje en el tiempo como lo hace la
ciencia ficción. Pero la existencia de al menos un modelo
detallado de máquina para viajar en el tiempo ha llevado a físicos
como Hawking a elaborar una conjetura sobre la protección
cronológica que descarta la posibilidad de un viaje al
pasado.
De la misma forma que las leyes de causa y efecto se confunden
en la paradoja de la abuela muerta en la cuna por su nieto,
hay cosas en el Universo que aún no comprendemos.
Velocidad, gravedad y tiempo
Albert
Einstein 1879-1955
Sin embargo, el viaje en el tiempo hacia el futuro, por pasos,
es ya algo corriente. Las teorías especial y general de la
Relatividad de Einstein, escritas en 1905 y 1916
respectivamente, mostraron que muy altas velocidades o una
intensificación de la gravedad, pueden curvar el tiempo de la
misma forma que lo haría una pelota sobre una lámina de
goma. Cuanta más elevada es la velocidad o más intensa la
gravedad, mayor es la curvatura del tiempo, más conocida como
dilatación.
Los satélites orbitales, por ejemplo, recorren cinco kilómetros
por segundo, lo que supone que sus relojes marcan el tiempo más
despacio que los relojes que están sobre la Tierra,
aumentando la diferencia horaria entre la Tierra y los satélites
cuanto más tiempo pasa.
“Estos relojes sufren la dilatación del tiempo porque se
mueven por el espacio y están en un punto diferente en la
gravedad”, explica el Doctor Hugo Luckock, decano de la
Facultad de Matemáticas de la Universidad de Sydney.
“Cuando los técnicos diseñan estos satélites, tienen en
cuenta la dilatación de tiempo para evitar resultados
incorrectos en las observaciones”, añade.
El viaje en el tiempo, tal como se muestra en las películas,
es una versión extrema de esto. En la película La Máquina
del Tiempo, el protagonista viaja años hacia el futuro en sólo
unos minutos y ve cómo avanzan rápidamente los relojes del
mundo exterior. Pero si los observadores del mundo exterior
pudiesen ver el reloj de la máquina del tiempo, verían que
se mueve muy despacio. Los relojes de la máquina y del mundo
exterior están separados por décadas de tiempo.
Cuestión de dinero, no de física
“La teoría permite viajar al futuro desde el punto de vista
de la Relatividad”, dice Paul Davies, autor de numerosos
libros de divulgación científica y profesor de la
Universidad Macquarie. “Es algo que depende del dinero y no
de la física”, añade.
Por eso los físico-teóricos están empeñados en desenredar
los misterios que representa el viaje al pasado, más que en
explicar el viaje el futuro. Aunque es concebible según las
teorías de Einstein, el viaje al pasado es muy discutible, ya
que mientras que los viajes al futuro requieren sólo de una
aceleración de la velocidad, los viajes al pasado implican
proezas exóticas y dudosas de ingeniería.
Paul Davies escribió en 2001 el libro Cómo construir una máquina
del tiempo en el que perfiló un modelo de viaje al pasado a
partir de una variante de los agujeros negros llamada agujeros
de gusano. Los agujeros negros se forman gracias a las
estrellas grandes que se han extinguido y condensado.
La fabricación de una máquina para viajar en el tiempo
necesita de dos agujeros negros unidos entre sí a través de
un agujero de gusano, que de esta forma sería, literalmente,
una puerta al pasado.
El físico norteamericano Kip Thorne fue el primero que a
mediados de los años ochenta reflexionó en cómo podría
fabricarse una máquina del tiempo, y Davies explicó más
tarde cómo la tecnología del siglo XXI facilitaría este
cometido.
Tres pasos para llegar al pasado
En primer lugar, un minúsculo agujero de gusano sería creado
en un acelerador de partículas, una estructura parecida a la
que posee el CERN de Suiza o al Laboratorio Brookhaven de
Nueva York.
En segundo lugar, este minúsculo agujero de gusano podría
ser hinchado y conservado en este estado a través de la todavía
no desarrollada materia exótica, como la antigravedad.
En tercer lugar, una boca del agujero de gusano se haría
girar en un acelerador de partículas hasta aproximarse a la
velocidad de la luz durante una década. De esta forma, se
establecería una diferencia de dilatación del tiempo entre
las dos aperturas del agujero de gusano. Al juntar las dos
aperturas del agujero de gusano, tendríamos una máquina para
viajar al pasado.
Este modelo tiene ciertas limitaciones: el primero en viajar
al pasado llegaría antes de que el agujero de gusano y su
puerta de salida hubiera sido construida. Esto impide que se
puedan hacer viajes, por ejemplo, a la segunda guerra mundial
y explica por qué no hay entre nosotros turistas del futuro.
Además, la máquina propuesta por Davies requiere una
ingeniería espectacular y plantea problemas filosóficos.
“Mi dinero estaría en un proyecto que probablemente nunca
podría ser construido Nunca podría estar seguro ni creo que
nadie tampoco pueda estarlo”, dice Luckock.
Físicamente posible, pero...
“Nadie puede decir que según la física no es posible”,
señala el doctor Leo Brewin, decano de la Facultad de Matemáticas
de la Universidad Monash. “Pero el proyecto es problemático
en el sentido de la escala, ya que la energía necesaria para
construir agujeros de gusano es enorme y es difícil imaginar
cómo podrían conseguirse”, añade.
El profesor Ray Volkas, investigador de la teoría de partículas
en la Universidad de Melbourne, dijo que los desafíos de la
ingeniería para construir agujeros de gusano son
considerables: “la Relatividad de Einstein permite esta
posibilidad sobre los agujeros de gusano, pero hay que pensar
más en esto, ya que todavía hay que descubrir si realmente
es posible”.
Pero aunque los obstáculos de ingeniería sean enormes, al
lado de los problemas filosóficos resultan pequeños. Incluso
si sólo hablamos de enviar señales al pasado, los problemas
son similares.
Supongamos que la máquina del tiempo está conectada a un
explosivo situado a su lado y que es capaz de destruirla si la
señal correspondiente es activada. Supongamos que la señal
se activa a las 3 AM, para que la máquina del tiempo sea
destruida una hora antes, a las 2 AM. Si el dispositivo
explota y la máquina se destruye a las 2 AM, ¿cómo se podría
haber enviado la señal una hora después de la explosión?
Los resultados serían absurdos.
Hasta la teoría de la Relatividad, que ha permanecido
infalible durante 80 años, ha considerado la posibilidad de
los viajes al pasado. Ninguna prueba ha podido excluirlos,
aunque científicos de campos experimentales, como las
supercuerdas o la gravedad cuántica, han encontrado algo.
Stephen Hawking ha elaborado la Conjetura de la protección
cronológica que básicamente dice que estas cosas no pueden
pasar porque no sabemos darles sentido, dice Brewin. La física
dice que con ecuaciones matemáticas estas cosas pueden
ocurrir, pero los humanos rechazamos estas posibilidades
porque son absurdas.
Universos paralelos
La explicación más popular de estas paradojas es la de los
universos paralelos. Esta interpretación sostiene que el
Universo, tal como sugiere Gwyneth Paltrow en la película
Sliding Doors, integra a miríadas de universos alternativos,
lo que permite en teoría viajar al pasado y matar a la abuela
en su cuna sin que surja ninguna paradoja.
En el mismo momento en que un viajero llega al pasado, el
Universo se separa en muchos universos: en el que conocemos a
la abuela en vida y en otros en los que ella puede
sencillamente estar o no estar.
El viajero del tiempo, por el mero hecho de viajar a través
del tiempo, está condenado a entrar en alguno de los
universos paralelos y es incapaz siempre de reintegrarse al
Universo del que partió por primera vez en la máquina del
tiempo.
Conjetura de protección cronológica
No todo el mundo comparte la teoría de los universos
paralelos, incluyendo Brewin: “parece complicado aceptar que
cada vez que usted y yo tomamos una decisión, el Universo se
divide en algo diferente para que cada cosa mantenga su
consistencia... Me resulta incómodo.”
“Prefiero quedarme con la alternativa de que en cualquier
viaje en el tiempo, independientemente de los cambios que se
hagan, no tendrán una consecuencia en el pasado”. En otras
palabras, el viaje en el tiempo es válido mientras no genere
una paradoja.
De cualquier forma que se mire, el viaje al pasado es intrínsecamente
insatisfactorio. Pero mientras la Conjetura sobre la protección
cronológica llega a ser la tabla de salvación de los
historiadores, los viajes en el tiempo seguirán despertando
el interés de los físico teóricos.
“No es serio porque algunos de nosotros pensamos que vamos a
construir una máquina para viajar en el tiempo”, dice
Davies. “Es serio porque para nosotros es importante
descubrir la estructura causal del espacio tiempo”.
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