Todavía no existe una teoría del tiempo generalmente aceptada o incluso una descripción que se adapte a todos. Sin embargo, los científicos han inventado muchas máquinas del tiempo; después de todo, ninguna ley física lo prohíbe. ¿Seremos capaces alguna vez de manipular esta extraña categoría del universo?
Flecha del tiempo
No percibimos el tiempo con ninguno de los sentidos, pero lo conocemos intuitivamente e incluso sabemos cómo, dentro de ciertos límites, predecir lo que sucederá pronto. A nuestro juicio, el tiempo pasa, corre, fluye. Estamos hablando del momento presente, pasado y futuro. Dos eventos diferentes pueden vincularse como causa y efecto: uno da lugar al otro. Nunca al revés. Ésta es la esencia del principio de causalidad o irreversibilidad del tiempo.
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El académico premio Nobel Vitaly Ginzburg incluyó la irreversibilidad (flecha del tiempo) en la lista de los tres grandes problemas de la física.
En la mecánica clásica, la irreversibilidad se debe al hecho de que los cuerpos constan de muchos átomos, moléculas, que tienden a un estado caótico (aumenta la entropía). El ejemplo más simple es la crema en el té. Se pueden agitar, pero no se pueden volver a recolectar exactamente en la misma gota, aunque las moléculas de la sustancia y su número parecen permanecer iguales.
Otra cosa es el mundo cuántico, donde los objetos son partículas elementales, campos. Allí no existe la flecha del tiempo, los procesos son reversibles, pero solo mientras no tratemos de medirlos, observarlos. Las partículas están en todos los estados posibles al mismo tiempo (los físicos prefieren hablar de la función de onda). Pero en el momento de la medición con nuestros dispositivos, ellos "eligen" uno de los estados (o nosotros elegimos).
Surgen preguntas legales: ¿es el tiempo un fenómeno objetivo que existe independientemente de la conciencia, como un lago, una casa, el sol? ¿O es una propiedad de la conciencia y sin nosotros no existe?
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“El tiempo es lo peor que se le puede pedir a un físico moderno. La completa discordia es que cada una de las ciencias ve el tiempo solo desde una, su lado. Por tanto, tenemos que hablar de tiempo geométrico, termodinámico, cuántico-mecánico. Incluso entender por qué las diferentes definiciones de tiempo tienen algo que ver entre sí es un problema”, dice Sergei Baranov, Doctor en Ciencias Físicas y Matemáticas, investigador líder en el Laboratorio de Interacción de Radiación con Materia en FIAN.
Los gemelos y la paradoja del reloj
En la era soviética, las historias sobre anomalías temporales, donde caían personas, barcos y aviones de pasajeros, eran populares entre los fanáticos de las sensaciones. En la Web, encontrará relatos de testigos presenciales de "viajes en el tiempo" dentro de un fuerte tornado.
Según Sergei Baranov, si excluye el engaño deliberado, las "anomalías de tiempo" se explican por errores de percepción, averías de la electrónica bajo la influencia de fenómenos atmosféricos o factores industriales.
“Los conductores que pasan cerca de radares militares notan fallas en el sistema GPS, pero es poco probable que esto esté relacionado con la teletransportación”, da un ejemplo el científico.
Los físicos encuentran paradojas reales del tiempo en los experimentos, pero todas son explicables. Por ejemplo, en la teoría especial de la relatividad se conoce la "paradoja de los gemelos": uno de los hermanos gemelos que explora el espacio en un cohete rápido, al regresar, descubre que el gemelo que queda en la Tierra ha envejecido. Sin misticismo. Es solo que en el espacio-tiempo de cuatro dimensiones para un cuerpo en movimiento, el tiempo fluye más lentamente.
La dilatación del tiempo se fija en los aceleradores durante la descomposición de partículas inestables. El reloj atómico a bordo de los satélites en órbita, por el contrario, avanza unos microsegundos en un día. Aquí juega un papel la gravedad que, aumentando con la altura, estira ligeramente los niveles de energía de los electrones y núcleos.
La paradoja de los gemelos. Izquierda: un gemelo disparándose hacia el espacio, el otro - permanece en la Tierra. Derecha: ha pasado más tiempo para el hermano que se quedó en la Tierra que para el viajero espacial / Ilustración de RIA Novosti / Alina Polyanina.
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Agujeros de gusano como teletransporte
La teoría de la relatividad predice la existencia de agujeros negros en el Universo, objetos con una masa enorme que distorsionan el espacio. Para un observador externo, parece que adelante está el fin del mundo, más allá del cual no hay nada. Esto se llama horizonte de eventos. El tiempo se ralentiza detrás de él, dentro del agujero negro cualquier materia es destrozada por las fuerzas de las mareas. Solo puedes caer en un agujero negro. No hay vuelta atrás.
En este sentido, el "agujero de gusano" (o "agujero de gusano") ofrece más oportunidades. Las dos entradas están conectadas por un túnel corto. Pueden estar ubicados en partes distantes de nuestro universo o estar en diferentes universos. Como afirma el físico Michio Kaku en La física de lo imposible, los agujeros de gusano te permiten viajar a través del tiempo y el espacio.
El problema es que los agujeros de gusano son inestables y colapsan bajo la influencia de la gravedad. El cosmólogo Igor Novikov del Centro Astronómico del Instituto de Física Lebedev cree: si el "agujero de gusano" está lleno de materia exótica con densidad de energía negativa (para crear antigravedad), se volverá pasable.
“La sustancia exótica es un estado cuántico de la materia, conocido solo en teoría. No sabemos si existen grandes cantidades de tal sustancia, si se puede obtener artificialmente. No hay leyes que prohíban su existencia, incluso en la naturaleza”, especifica el cosmólogo.
Los conceptos científicos modernos asumen que en los centros de las galaxias, incluida nuestra Vía Láctea, el lugar de los agujeros negros está ocupado por "agujeros de gusano". Los proyectos futuros, como el ruso Millimetron, una estación espacial en el punto de Lagrange, que, junto con los radiotelescopios terrestres, forma un interferómetro gigante capaz de distinguir objetos a una distancia relativamente pequeña entre sí, ayudarán a comprender esto. Su lanzamiento está previsto para 2023.
“La principal diferencia entre un 'agujero de gusano' y un agujero negro es que las entradas tienen un campo magnético monopolo. Además, la materia puede fluir fuera de un agujero de gusano, pero solo fluir hacia un agujero negro. Puede mirar en el "agujero de gusano" como en un pasillo. Si conduce a otro universo, puede ver lo que está sucediendo allí”, explica Novikov.
Un agujero de gusano que conecta los dos universos con una flecha del tiempo (del artículo de I. D. Novikov, 2018) / Ilustración de RIA Novosti / Alina Polyanina.
Máquina del tiempo
Según la teoría convencional de la gravedad, los agujeros de gusano deberían ser muy pequeños, con un radio de cuello de Planck del orden de 10 a 33 centímetros. Pero el agujero de gusano se puede agrandar. Para ello, debería introducirse un parámetro adicional en la teoría, cree Arkady Popov, investigador principal del Instituto de Física de la Universidad Federal de Kazán.
“Hay otra opción para aumentar el radio. Es necesario tener en cuenta la temperatura del vacío de los campos cuantificados, una sustancia exótica que crea un "agujero de gusano" en el espacio-tiempo. Lo estamos calculando ahora”, dice el científico.
Según él, la teletransportación a través de agujeros de gusano no está prohibida.
“Puede resultar que el camino a través de él sea mucho más corto que a través del espacio exterior. Entonces, los observadores del lado considerarán que se ha movido muy rápido, teletransportado”, agrega Popov.
También intentaron crear una máquina del tiempo con la ayuda del "agujero de gusano". Por ejemplo, un extremo se puede llevar a la región de un agujero negro y el otro, muy lejos, donde el tiempo fluye de una manera diferente. Pero entonces surgen todo tipo de violaciones de la teoría.
“Esto significa que lo más probable es que las máquinas del tiempo estén prohibidas, lo cual, dicho sea de paso, dijo Stephen Hawking”, recuerda el físico.
Tatiana Pichugina
