El viaje en el tiempo es uno de los conceptos de fantasía más intrigantes. Pero plantea muchas preguntas, tanto para los físicos como para los filósofos, y también puede llevar a varias paradojas. La "paradoja del abuelo asesinado" es una de ellas.
El concepto de viaje en el tiempo se utiliza con toda su fuerza en la literatura y el cine, independientemente del género. A menudo, en el centro de todas estas historias se encuentran los cambios realizados por el viajero a los eventos del pasado, que conducen a desastres reales en el futuro. Vale la pena recordar al menos la historia de Ray Bradbury "And Thunder Rocked".
Este dilema, también conocido como la paradoja del abuelo asesinado, representa la principal objeción de los físicos y filósofos al viaje en el tiempo: una posible violación de la causalidad. Y aunque el viaje en el tiempo sigue siendo una especulación, los posibles resultados de violar la causalidad y cómo la naturaleza podría prevenirlos son objeto de acalorados debates entre científicos como Stephen Hawking y Kip Thorne.
norte
¿Cuál es la "paradoja del abuelo asesinado"?
La paradoja del abuelo asesinado presenta una situación hipotética en la que un viajero en el tiempo viaja en el tiempo y hace algo que hace que nunca exista (generalmente se considera la muerte accidental del abuelo del viajero) o un evento que hace que su viaje sea imposible. … La paradoja se debe al hecho de que esta persona nunca nació. Y como nunca existió, ¿cómo podría retroceder en el tiempo y matar al abuelo? Por tanto, la idea misma de viajar en el tiempo conduce a una posible violación de la causalidad, la regla de que una causa siempre precede a un efecto.
Según la Relatividad Especial, el pasado (causa) siempre precede al futuro (efecto) / Helen Klus.
Imaginemos un escenario en el que un joven inventor talentoso, llamémosle Eugene, crea una máquina del tiempo en 2018. Como Eugene nunca conoció a su abuelo, decide viajar en el tiempo para conocerlo. Después de una cuidadosa investigación, descubre exactamente dónde estaba su abuelo, todavía joven y soltero, a las 15:43 del 22 de noviembre de 1960. Se mete en la máquina del tiempo y comienza su viaje.
Video promocional:
Desafortunadamente, Zhenya se lo toma todo literalmente, y cuando se enteró de dónde estaría su abuelo, fue a ese mismo lugar. "Aterriza" justo donde debería estar su abuelo en ese momento … con un resultado muy predecible. Después de una rápida prueba de ADN, se da cuenta de que realmente era el padre de su padre, vuelve al auto y espera su desaparición.
Que hacer a continuación
Los físicos y los filósofos han propuesto varias soluciones a la paradoja. El principio de autoconsistencia de Novikov, desarrollado en la década de 1970 por el físico ruso Igor Dmitrievich Novikov (Evolution of the Universe, 1979), sugiere el uso de líneas geodésicas para describir la curvatura del tiempo (aproximadamente cómo se describe la curvatura del espacio en la Teoría de la relatividad general de Einstein). Estas curvas cerradas, similares al tiempo, no romperán ninguna relación causal que se encuentre en la misma curva. El principio también asume que el viaje en el tiempo solo será posible en áreas donde estas curvas cerradas están presentes, por ejemplo, en presencia de agujeros de gusano, como lo describen Kip Thorne y sus colegas en su artículo de 1988 Wormholes, Time Machines, and the Weak Energy Condition (Wormholes, Máquinas del tiempo y la condición de energía débil). En este caso, los eventos serían cíclicos y autoconsistentes. Esto, a su vez, implica que los viajeros en el tiempo no podrían cambiar el pasado, ya sea a través de algún tipo de barreras físicas o la falta de la capacidad para tomar esa decisión. Entonces, no importa cuánto lo haya intentado Eugene, no habría podido aterrizar su auto en ese mismo momento, incluso si de repente estuviera decidido a matar a su abuelo.
Igor Dmitrievich Novikov / Archivo fotográfico de GAISh MSU.
Esta idea fue ampliada más tarde por los estudiantes de Caltech Fernando Esheverria y Gunnar Klinghammer en colaboración con Kip Thorn. En su artículo, presentaron una bola de billar lanzada al pasado a través de un agujero de gusano a lo largo de una trayectoria que eventualmente le impediría entrar. Argumentaron que las propiedades físicas del agujero de gusano cambiarían la trayectoria de la bola de tal manera que no podría interferir consigo misma, o que la bola no podría entrar en el agujero de gusano debido a la interferencia real del exterior.
norte
Por lo tanto, si sigue la teoría de Novikov, cualquier acción realizada por el viajero en el tiempo se convierte en un hecho consumado, y los observadores no pueden ver estos eventos en el horizonte de Cauchy.
Al regresar al 2018, nuestro Evgeny descubre que la casa de su familia ha desaparecido, así como otros rastros de su existencia. Después de leer sobre la teoría de Novikov y las bolas de billar de los científicos de Caltech, maldice al Universo por la inacción. Y en este momento se da cuenta de que quizás el Universo no intervino, ya que esto requirió alguna acción correctiva. Vuelve corriendo a la máquina del tiempo para cambiar sus propias acciones y salvar su futuro.
Solución Esheverria y Klinkhammer / Wikipedia.
La solución de Novikov puede parecer algo exagerada, ya que definitivamente requiere muchos mecanismos que aún son desconocidos para la física. Es por ello que la comunidad científica rechaza esta solución de la “paradoja del abuelo asesinado”.
¿Podría haber una solución más económica a la paradoja, basada en aspectos ya existentes de la física introducidos por otras teorías? Resulta que una hipótesis como la interpretación de muchos mundos de la mecánica cuántica puede proporcionarlo.
¡La interpretación de los muchos mundos de la mecánica cuántica se apresura al rescate
La interpretación de muchos mundos de la mecánica cuántica fue propuesta por Hugh Everett III en la década de 1950 como una solución al problema de colapso de la función de onda observado en el famoso experimento de dos rendijas de Young.
A medida que viaja a través de la rendija, un electrón puede describirse mediante una función de onda con una probabilidad finita de pasar por la rendija 1 o la rendija 2. Cuando un electrón aparece en la pantalla, parece una onda borrosa. Y en otros casos, se manifiesta como una partícula. A esto se le llama colapso de la función de onda. En otras palabras, la onda parece desaparecer y una partícula permanece en su lugar. Esto, a su vez, es un factor clave en la interpretación de Copenhague de la mecánica cuántica. Pero los científicos no entendieron por qué colapsó la función de onda.
Everett hizo otra pregunta: ¿se colapsa la función de onda?
Presentó una situación en la que la función de onda sigue creciendo exponencialmente sin colapsar. Como resultado, todo el Universo adquiere uno de dos estados posibles: el "mundo" en el que la partícula pasó a través de la ranura No. 1, y el "mundo" en el que la partícula pasó a través de la ranura No. 2. Everett argumentó que la misma "división" de estados ocurre en todos los eventos cuánticos, cuyos resultados múltiples existen en diferentes mundos en un estado de superposición. A nosotros nos parece que la función de onda se está derrumbando, ya que vivimos en uno de estos mundos que no son capaces de interactuar entre sí.
Diagrama de la división de mundos según la interpretación de muchos mundos de la mecánica cuántica / Wikipedia.
Por lo tanto, cuando Eugene llega en 1960, el universo está dividido. Ya no está en el mundo del que vino (que sea el No. 1 del mundo). En cambio, creó y ocupó un mundo nuevo. Cuando viaja al futuro, avanza junto con la cronología de este mundo. Nunca existió en él y, de hecho, nunca mató a su abuelo. Su abuelo sigue existiendo con buena salud en el No. 1 del mundo.
Resumir
Por supuesto, ninguna de las soluciones e hipótesis propuestas hace que el viaje en el tiempo sea una realidad. La teoría de la relatividad especial de Einstein y las limitaciones en la velocidad de un objeto de masa plantean serias barreras para esto. Sin embargo, brindan soluciones interesantes al rompecabezas. Irónicamente, la solución más plausible a la "paradoja del abuelo asesinado" proviene de una única hipótesis física que ha generado historias aún más fantásticas que muchas otras ideas e hipótesis presentadas por científicos durante el siglo pasado.
Curiosamente, la interpretación de los muchos mundos también puede responder a otro enigma asociado con los viajes en el tiempo. Si tal tecnología va a ser algo más que una fantasía, ¿dónde están todos los viajeros del tiempo? ¿Por qué no han venido a nosotros para contarnos su descubrimiento?
La respuesta probable es que vivimos en un mundo primordial en el que las máquinas del tiempo están destinadas a ser creadas. Y los inventores y sus compañeros de viaje simplemente terminan en otros mundos, que ellos mismos generan. Si esto es cierto, entonces la invención de la máquina del tiempo llevará a nuestro mundo al hecho de que muchos físicos e inventores desaparecerán de ella.
Vladimir Guillén
