¿Que es el tiempo? Agustín el Bendito dijo: "Sé lo que es la hora, hasta que lo pienso". Según el modelo estándar de la física, el tiempo es la cuarta dimensión, además de las tres dimensiones espaciales. Para que puedas atravesarlo. Durante años, los escritores de ciencia ficción han disfrutado de las posibilidades del viaje en el tiempo de diversas formas. Cada siglo dominamos más y más nuevas tecnologías, descubrimos nuevos aspectos de la ciencia. ¿Qué nos queda por aprender sobre el viaje en el tiempo antes de empezar a hacerlo realidad?
Puede que hayas notado que nos movemos constantemente en el tiempo. Lo atravesamos. En el nivel básico del concepto, el tiempo es la tasa de cambio del Universo, e independientemente de si nos gusta o no, estamos sujetos a cambios constantes. Envejecemos, los planetas se mueven alrededor del Sol, las cosas se destruyen.
Medimos el paso del tiempo en segundos, minutos, horas y años, pero esto no significa en absoluto que el tiempo fluya a una velocidad constante. Como el agua en un río, el tiempo pasa de diferentes maneras en diferentes lugares. En resumen, el tiempo es relativo.
Pero, ¿qué causa las fluctuaciones temporales en el camino de la cuna a la tumba? Todo se reduce a la relación entre tiempo y espacio. El hombre es capaz de percibir en tres dimensiones: largo, ancho y profundidad. El tiempo complementa esta fiesta como la cuarta dimensión más importante. El tiempo no existe sin espacio, el espacio no existe fuera del tiempo. Y esta pareja está conectada en un continuo espacio-tiempo. Cualquier evento que tenga lugar en el Universo debe involucrar espacio y tiempo.
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En este artículo, consideraremos las posibilidades más reales y cotidianas de viajar en el tiempo en nuestro Universo, así como los caminos menos accesibles, pero no menos posibles, a través de la cuarta dimensión.
Viaje temporal al futuro
Si quieres vivir un par de años un poco más rápido que otra persona, tienes que lidiar con el espacio-tiempo. Los satélites de posicionamiento global hacen esto todos los días, tres mil millonésimas de segundo antes del curso natural del tiempo. En órbita, el tiempo fluye más rápido porque los satélites están lejos de la masa de la Tierra. Y en la superficie, la masa del planeta lleva consigo el tiempo y lo ralentiza en una escala relativamente pequeña.
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Este efecto se llama dilatación del tiempo gravitacional. Según la teoría de la relatividad general de Einstein, la gravedad dobla el espacio-tiempo y los astrónomos utilizan este corolario cuando estudian la luz que pasa cerca de objetos masivos.
Pero, ¿qué tiene esto que ver con la sincronización? Recuerde: cualquier evento que ocurra en el universo involucra tanto el espacio como el tiempo. La gravedad no solo une el espacio, sino también el tiempo.
Al estar en el flujo del tiempo, apenas notarás un cambio en su curso. Pero los objetos que son lo suficientemente masivos, como el agujero negro supermasivo alfa Sagitario, ubicado en el centro de nuestra galaxia, deformarán seriamente el tejido del tiempo. La masa de su punto de singularidad es de 4 millones de soles. Esta masa ralentiza el tiempo a la mitad. Cinco años en la órbita de un agujero negro (sin caer en él) son diez años en la Tierra.
La velocidad del movimiento también juega un papel importante en la velocidad del flujo de nuestro tiempo. Cuanto más te acercas a la velocidad máxima de movimiento, la velocidad de la luz, más lento fluye el tiempo. Al final del viaje, el reloj de un tren en rápido movimiento comenzará a retrasarse una mil millonésima de segundo. Si un tren alcanza el 99,999% de la velocidad de la luz, en un año en un vagón de tren, puede viajar doscientos veintitrés años hacia el futuro.
De hecho, los hipotéticos viajes futuros en el futuro se basan en esta idea, perdón por la tautología. Pero ¿y el pasado? ¿Puedes retroceder el tiempo?
Viajes temporales en el pasado
Descubrimos que el viaje hacia el futuro ocurre todo el tiempo. Los científicos lo han demostrado experimentalmente, y la idea está en el corazón de la teoría de la relatividad de Einstein, que cumple 100 años este año. Es muy posible avanzar hacia el futuro, la única pregunta es "¿qué tan rápido"? Cuando se trata de viajar en el tiempo, la respuesta es mirar el cielo nocturno.
La Vía Láctea tiene unos 100.000 años luz de ancho, lo que significa que la luz de estrellas distantes debe viajar miles y miles de años antes de llegar a la Tierra. Capta esta luz y, en esencia, simplemente mirarás al pasado. Cuando los astrónomos miden la radiación cósmica de microondas, miran el cosmos como lo era hace 10 mil millones de años. Pero eso no es todo.
No hay nada en la teoría de la relatividad de Einstein que excluya la posibilidad de viajar al pasado, pero la muy posible existencia de un botón que podría traerlo de regreso al ayer viola la ley de causalidad, o causa y efecto. Cuando algo sucede en el Universo, el evento genera una nueva cadena interminable de eventos. La causa siempre nace antes que el efecto. Imagínense un mundo donde la víctima moriría antes de que la bala golpeara su cabeza. Esto es una violación de la realidad, pero a pesar de esto, muchos científicos no excluyen la posibilidad de viajar al pasado.
Por ejemplo, se cree que moverse más rápido que la velocidad de la luz puede enviar de vuelta al pasado. Si el tiempo se ralentiza cuando un objeto se acerca a la velocidad de la luz, ¿romper esta barrera puede hacer retroceder el tiempo? Eso sí, al acercarse a la velocidad de la luz, la masa relativista del objeto también crece, es decir, se acerca al infinito. Parece imposible acelerar una masa infinita. En teoría, la velocidad de deformación, es decir, la deformación de la velocidad como tal, puede engañar a la ley universal, pero incluso esto requerirá costes energéticos colosales.
¿Qué pasa si el viaje en el tiempo hacia el futuro y el pasado depende no tanto de nuestro conocimiento básico del espacio, sino más bien de los fenómenos cósmicos existentes? Echemos un vistazo a un agujero negro.
Agujeros negros y anillos de Kerr
Orbita alrededor del agujero negro el tiempo suficiente, y la dilatación del tiempo gravitacional te lanzará al futuro. Pero, ¿y si caes directamente en las fauces de este monstruo cósmico? Ya hemos escrito sobre lo que sucederá al sumergirse en un agujero negro, pero no mencionamos una variedad tan exótica de agujeros negros como el anillo de Kerr. O el agujero negro de Kerr.
En 1963, el matemático neozelandés Roy Kerr propuso la primera teoría realista de un agujero negro en rotación. El concepto incluye estrellas de neutrones: estrellas masivas que colapsan del tamaño de San Petersburgo, por ejemplo, pero con la masa del Sol de la Tierra. Hemos incluido los agujeros de neutrones en la lista de los objetos más misteriosos del Universo, llamándolos magnetares. Kerr teorizó que si una estrella moribunda colapsaba en un anillo giratorio de estrellas de neutrones, su fuerza centrífuga evitaría que se convirtieran en una singularidad. Y dado que el agujero negro no tendrá un punto de singularidad, Kerr pensó que sería posible entrar sin temor a ser desgarrado por la gravedad en el centro.
Si existen agujeros negros de Kerr, podríamos pasar a través de ellos y salir al agujero blanco. Es como el tubo de escape de un agujero negro. En lugar de succionar todo lo que pueda, el agujero blanco, por el contrario, arrojará todo lo que pueda. Quizás incluso en otro momento u otro universo.
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Los agujeros negros de Kerr siguen siendo una teoría, pero si existen, son una especie de portales que ofrecen viajes en un solo sentido al futuro o al pasado. Y aunque una civilización extremadamente avanzada podría evolucionar de esta manera y viajar en el tiempo, nadie sabe cuándo desaparecerá el agujero negro "salvaje" de Kerr.
Agujeros de gusano (agujeros de gusano)
Los anillos teóricos de Kerr no son la única forma de posiblemente "atajar" caminos hacia el pasado o el futuro. Las películas de ciencia ficción, desde Star Trek hasta Donnie Darko, a menudo tratan sobre el teórico puente Einstein-Rosen. Para ti, estos puentes son más conocidos como agujeros de gusano.
La teoría general de la relatividad de Einstein permite la existencia de agujeros de gusano, ya que la teoría del gran físico se basa en la curvatura del espacio-tiempo bajo la influencia de la masa. Para comprender esta curvatura, imagine la tela del espacio-tiempo como una sábana blanca y dóblela por la mitad. El área de la hoja seguirá siendo la misma, no se deformará, pero la distancia entre los dos puntos de contacto será claramente menor que cuando la hoja estaba sobre una superficie plana.
En este ejemplo simplificado, el espacio se representa como un plano bidimensional, y no tetradimensional, que en realidad es (recuerde la cuarta dimensión: el tiempo). Los agujeros de gusano hipotéticos funcionan de manera similar.
Avance rápido al espacio. La concentración de masa en dos partes diferentes del universo podría crear una especie de túnel en el espacio-tiempo. En teoría, este túnel conectaría entre sí dos segmentos diferentes del continuo espacio-tiempo. Por supuesto, es muy posible que algunas propiedades físicas o cuánticas impidan que tales agujeros de gusano emerjan por sí mismos. Bueno, o nacen y mueren inmediatamente, siendo inestables.
Según Stephen Hawking, los agujeros de gusano pueden existir en la espuma cuántica, el medio más pequeño del universo. Pequeños túneles nacen y estallan constantemente, uniendo lugares y tiempos separados por breves momentos.
Los agujeros de gusano pueden ser demasiado pequeños y de corta duración para que una persona los mueva, pero ¿qué pasa si algún día podemos encontrarlos, sostenerlos, estabilizarlos y agrandarlos? Siempre que, señala Hawking, esté listo para recibir comentarios. Si queremos estabilizar artificialmente el túnel del espacio-tiempo, la radiación de nuestras acciones puede destruirlo, al igual que la reversión del sonido puede dañar un altavoz.
Cuerdas cósmicas
Estamos tratando de atravesar agujeros negros y agujeros de gusano, pero ¿hay otra forma de viajar en el tiempo utilizando un fenómeno cósmico teórico? Con estos pensamientos en mente, nos dirigimos al físico J. Richard Gott, quien describió la idea de una cuerda cósmica en 1991. Como sugiere el nombre, estos son objetos hipotéticos que pueden haberse formado en las primeras etapas del desarrollo del universo.
Estos hilos impregnan todo el universo, son más delgados que un átomo y están sometidos a una fuerte presión. Naturalmente, se deduce de esto que dan un empuje gravitacional a todo lo que pasa cerca de ellos, lo que significa que los objetos unidos a la cuerda cósmica pueden viajar en el tiempo con una velocidad increíble. Si acerca dos cuerdas cósmicas entre sí o coloca una de ellas junto a un agujero negro, puede crear lo que se llama una curva cerrada en forma de tiempo.
Usando la gravedad producida por dos cuerdas cósmicas (o una cuerda y un agujero negro), la nave espacial teóricamente podría retroceder en el tiempo. Para hacer esto, necesitaría hacer un bucle alrededor de las cuerdas cósmicas.
Por cierto, las cadenas cuánticas se debaten acaloradamente en este momento. Gott afirmó que para viajar atrás en el tiempo, uno daría la vuelta a una cuerda que contiene la mitad de la masa-energía de una galaxia entera. En otras palabras, la mitad de los átomos de la galaxia tendrían que usarse como combustible para su máquina del tiempo. Bueno, como todo el mundo sabe, no se puede retroceder en el tiempo antes de que se creara la máquina.
Además, existen paradojas temporales.
Paradojas del viaje en el tiempo
Como dijimos, la idea de viajar en el tiempo se ve ligeramente ensombrecida por la segunda parte de la ley de causalidad. La causa viene antes que el efecto, al menos en nuestro Universo, lo que significa que puede arruinar incluso los planes de viaje en el tiempo más pensados.
Para empezar, imagina que si viajas 200 años atrás en el tiempo, aparecerás mucho antes de nacer. Piénsalo un segundo. Durante algún tiempo, el efecto (tú) existirá antes que la causa (tu nacimiento).
Para comprender mejor a qué nos enfrentamos, considere la famosa paradoja del abuelo. Eres un asesino de viajes en el tiempo, tu propio abuelo es tu objetivo. Te escabulles por un agujero de gusano cercano y te acercas a una versión viviente de 18 años del padre de tu padre. Levantas la pistola, pero ¿qué pasa cuando aprietas el gatillo?
Piénsalo. Aún no has nacido. Incluso tu padre aún no ha nacido. Si matas a tu abuelo, no tendrá un hijo. Este hijo nunca te dará a luz y no puedes viajar atrás en el tiempo con una maldita tarea. Y su ausencia no apretará el gatillo de ninguna manera, negando así toda la cadena de eventos. A esto lo llamamos bucle de causas incompatibles.
Alternativamente, considere la idea de un ciclo causal secuencial. Aunque hace pensar, teóricamente elimina las paradojas temporales. Según el físico Paul Davis, tal ciclo se ve así: un profesor de matemáticas va al futuro y roba un complejo teorema matemático. Luego se lo da al alumno más brillante. Después de eso, el estudiante prometedor crece y aprende para convertirse algún día en el hombre a quien el profesor le robó un teorema.
Además, existe otro modelo de viaje en el tiempo que implica una distorsión de la probabilidad al acercarse a la posibilidad de un evento paradójico. ¿Qué significa esto? Volvamos a la piel del asesino de tu abuelo. Este modelo de viaje en el tiempo puede matar virtualmente a tu abuelo. Puede apretar el gatillo, pero la pistola no disparará. El pájaro piará en el momento adecuado, o sucederá algo más: una fluctuación cuántica no permitirá que se produzca una situación paradójica.
Y finalmente, lo más interesante. El futuro o el pasado al que vas simplemente puede existir en un universo paralelo. Imaginemos esto como la paradoja de la separación. Puedes destruir lo que quieras, pero esto no afectará tu mundo de origen de ninguna manera. Matarás a tu abuelo, pero no desaparecerás; quizás otro “tú” desaparezca en un mundo paralelo, o el escenario seguirá los patrones de paradoja que ya hemos considerado. Sin embargo, es posible que este viaje en el tiempo sea un viaje único y nunca podrá regresar a casa.
¿Estás completamente confundido? Bienvenido al mundo de los viajes en el tiempo.
Ilya Khel
