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sábado, 22 de febrero de 2014

¿Es posible el viaje en el tiempo?


 Siguiendo con el tema del tiempo, cuyo concepto tratamos en la entrada anterior, vamos a hablar en esta ocasión sobre la posibilidad de viajar a través de él. En una futura entrada comentaré también algunos mecanismos y tecnología específica que se ha propuesto para llevar a cabo estos viajes.

Transporte o comunicación


Lo primero que vamos a aclarar es que desde el punto de vista de su posibilidad y de las paradojas que involucran, no importa que hablemos de viaje en el tiempo o de transmisión de información a través de la historia. Si uno es posible, el otro también lo será.

Por ejemplo, si consiguiéramos enviar señales hacia el pasado, sería concebible (aunque difícil con nuestra tecnología actual) construir un receptor que decodificara las señales y construyera un objeto o un ser basado en esas instrucciones.

Como veremos, el viaje físico al pasado puede producir paradojas ("¿qué pasa si matas a tu abuelo?" es la más clásica), pero igualmente pueden aparecer suponiendo únicamente la transmisión de información: "¿Qué pasa si avisas a John F. Kennedy de que no vaya a Dallas el día de su asesinato?" o "¿Qué pasa si envías instrucciones al pasado para que alguien allí mate a tu abuelo?".


El tema de la transmisión de la información entre pasado y futuro ha sido tratado multitud de veces tanto en la literatura de ciencia-ficción como en películas, normalmente con el objetivo de cambiar el pasado y sus consecuencias.

Por ejemplo, en Cronopaisaje, son dos científicos los que se ponen en comunicación e intentan ayudarse salvando las dificultades de sus entornos respectivos:


Una película reciente que aborda una situación parecida es Frecuency, en la que un padre y un hijo se comunican por radio (?) a través del tiempo.



Una diferencia entre el viaje y la transmisión de información es que pareciera que en el segundo caso se requiere un mecanismo receptor que pueda recoger y decodificar las señales enviadas por el emisor. Por esta razón, la comunicación no podría realizarse hacia el pasado más allá del momento en que se inventa este mecanismo.

Sin embargo, también en el caso del viaje en el tiempo algunos argumentan la necesidad de que exista un mecanismo receptor. En este caso, no podríamos viajar al Jurásico o cualquier época anterior a la invención de la propia máquina (a no ser que alguna otra civilización ya dispusiera de un receptor en esa época).

Otra nota previa de importancia es la consideración de que todos los sistemas de teletransporte instantáneo que aparecen en historias y películas supondrían violar la limitación de la luz de la Teoría de la Relatividad, y como consecuencia implican un viaje también en el tiempo, aunque se suela ignorar esta consecuencia.

En la discusión que sigue vamos a asumir el concepto convencional de flecha del tiempo y supondremos que las causas operan del pasado hacia el futuro, aunque como vimos en la entrada anterior, esto está lejos de haber sido clarificado.

Viaje hacia el futuro


El viaje hacia el futuro no plantea problemas lógicos ni dificultades tecnológicas insalvables cuando lo único que deseamos es 'acelerar' nuestro viaje natural del pasado al futuro.

Una opción sencilla es congelar el efecto del tiempo para el viajero, sea a través de la hibernación (muy utilizada en ciencia-ficción) o la crionización, como aquellos que se congelan al morir con la esperanza de que alguien los despierte y reactive en el futuro.

La dificultad técnica más importante de estos métodos de 'viaje' es evitar los efectos entrópicos del tiempo mientras el viajero está 'congelado' (daños y descomposición de la materia orgánica) , algo que no se ha conseguido todavía salvo en el caso de bacterias que parecen tener mecanismos para reparar su ADN dañado.

Un ejemplo clásico en el cine es la película El Dormilón de Woody Allen, en el que la crionización del personaje es solo una excusa para crear una serie de situaciones cómicas ambientadas en el futuro (inolvidable orgasmatrón).


Una variante del método de congelación o hibernación sería el enlentecimiento relativo del tiempo para el viajero. Si de alguna manera se consigue aislarle de los efectos del tiempo en su entorno, creando una 'burbuja' de tiempo más lento, podrá 'viajar' más rápidamente de lo normal hacia el futuro.

Este mecanismo ha sido simulado visualmente para reproducir el viaje al futuro en las adaptaciones cinematográficas del clásico de H.G. Wells, La Máquina del Tiempo. Podemos ver aquí la escena de viaje al futuro en la versión del año 1960 y en la del 2002.



Otra modalidad de 'viaje hacia el futuro' por dilatación temporal aprovecha el efecto de las aceleraciones que acercan al viajero a la velocidad de la luz. Según prueba la Teoría de la Relatividad, estos viajes acelerados hacen que el tiempo transcurrido para el viajero sea menor que para los que viven en los planetas u otros sistemas en relativo reposo, como expliqué en esta entrada anterior donde se puede calcular la diferencia exacta.

En este documental se describe cómo podría ser el diseño de una nave pensada para conseguir las grandes velocidades necesarias para conseguir grandes dilataciones temporales:


Por último, tendríamos la opción de un salto directo o atajo por el espacio-tiempo hasta llegar a nuestro destino en el futuro. En este caso nos enfrentaríamos a paradojas y dificultades técnicas similares a las del viaje hacia el pasado.

Viaje hacia el pasado


Aún más que el viaje hacia el futuro, es el viaje hacia el pasado el que captura y excita nuestra imaginación, ya que nos enfrenta ante la idea de cambiar o investigar algo que ya ha sucedido, y por tanto la intrigante posibilidad de cambiar también el presente.


Comencemos con dos planteamiento nada ortodoxos del viaje al pasado. Primero, considerando el tiempo representado como sucesión de viñetas en un cómic:


Y otro ejemplo que podría verse como la versión moderna del viaje de Marcel Proust al pasado en su saga En Busca del Tiempo Perdido:


Pero, centrándonos ya en el viaje al pasado en el mundo físico, debemos saber que entramos en territorio abonado a las paradojas, aspecto que ya reconoció el filosófo Immanual Kant al darse cuenta de las limitaciones de las categorías de tiempo y causalidad al intentar 'salirnos' de ellas.

Un buen resumen sobre las paradojas del viaje en el tiempo podéis encontrarlo aquí. También aquí se hace un interesante análisis de las posibles soluciones, aunque nosotros vamos a plantearnos exclusivamente las opciones más cercanas a los planteamientos científicos actuales.


Como clasificación de los posibles escenarios para el viaje al pasado, voy a adjuntar aquí un magnífico gráfico del enlace anterior, para que nos sirva de índice:


Linea temporal fija


Vimos en la entrada anterior que según la interpretación ortodoxa de la Teoría de la Relatividad, que realiza el mismo Einstein, el espacio-tiempo 4D es estático y la percepción del tiempo es realmente una ilusión que sufrimos los que 'nos movemos' a través de él. En realidad no se puede cambiar nada, ni en el pasado ni en el futuro. Todo estaría predestinado, aunque no nos demos cuenta de ello.

El matemático Kurt Gödel, que vimos demostrando que la aritmética y todos los sistemas derivados son indecidibles, se hizo posteriormente amigo de Einstein y probó que las ecuaciones de la Relatividad permitían los bucles en el tiempo.

Pero para que fuera posible el viaje al pasado en este escenario de un espacio-tiempo estático, el bucle temporal debería existir desde siempre, estar también 'predeterminado'. Los viajeros temporales, igual los demás habitantes de este universo, no tienen posibilidad real de elección ni de cambiar nada.

El problema de estos bucles temporales predeterminados se denomina Paradoja de la Predestinación, cuya descripción podéis encontrar en inglés aquí, y mal traducido al español aquí.

En estos bucles temporales estáticos no caben situaciones como las de matar al abuelo o salvar a Kennedy, porque el bucle tiene que ser consistente causalmente y lógicamente (principio de autoconsistencia de Novikov). Por ejemplo, en la película Primer, que sólo recomiendo a los más valientes y pacientes, el viajero en el tiempo evita encontrarse con su doble para no producir una paradoja. Según la interpretación estática (y según algunos teóricos siempre que haya una única línea temporal), el bucle no sería posible si incluyera una paradoja causal.



Aunque Gödel y otros han probado la posibilidad teórica de que existan líneas de tiempo cerradas en el universo relativista, hay una fuerte discusión sobre si en realidad son posibles. La posición de Stephen Hawking y otros es que no lo son, y Hawking ha enunciado una conjetura que explica cómo esta prohibición es necesaria para mantener la consistencia en la cronología de los eventos, pero otros científicos piensan que estos bucles podrían ser posibles, al menos a escala microscópica y quizás ampliarse a escalas mayores. La solución a esta discusión no es posible sin el desarrollo de una teoría cuántica de la gravedad que unifique la Teoría Cuántica y la Teoría de la Relatividad, y por ello las ideas más modernas se apoyan en la Teoría de Cuerdas con este propósito.

Como elucubración personal, creo que los bucles temporales también serían posibles si se aceptara alguna forma de causalidad que operara hacia atrás en el tiempo, como comentaba en la entrada anterior, bien apoyada en partículas retro-temporales como los taquiones, o bien explorando de alguna otra forma una doble dirección para la flecha del tiempo.

Linea temporal dinámica


Un escenario a priori más interesante que el universo 4D estático es aquel en el que hay una sola línea de tiempo, pero ésta no está predeterminada, y por tanto está abierta a diferentes influencias causales del pasado o del futuro.

La posibilidad de este escenario es lo que hace interesante, pero también paradójico, el viaje hacia el pasado. Queremos viajar atrás en la historia para cambiar algo y mejorar el presente del que partimos (como el Terminator original viaja por orden de las máquinas para matar al futuro líder de la resistencia humana), aunque en ocasiones el que viaja se encuentra que no es posible realizar el cambio. A veces las historias y películas no son consistentes, y en un momento parecen apoyar el libre albedrío y la posibilidad de cambiar la línea temporal, y otras apoyan lo contrario.


Si aceptamos la flecha del tiempo convencional, la paradoja más obvia (llamada Paradoja del Abuelo) es que al viajar al pasado podemos causar un efecto hacia el futuro que cambie las circunstancias en que se produjo el viaje, incluso eliminando nuestra propia existencia (pero si eliminamos nuestra existencia, entonces no hubiéramos viajado y matado al abuelo...).



En muchas historias de ciencia ficción se utiliza a propósito el viaje al pasado para cambiar el futuro, a veces con consecuencias paradójicas.

El desarrollo más elaborado de esta idea es la magnífica novela de Isaac Asimov, El Fin de la Eternidad. La Eternidad es una organización de humanos que se mueven de una época a otra realizando 'ajustes' en la historia, gracias a sus ordenadores que calculan los posibles efectos. Para salvar a una mujer que desaparecería en uno de los cambios, el protagonista se embarca en una lucha contra la propia organización a la que su compañera y él acaban destruyendo, al prevenir su creación en el pasado.


Aunque en la Máquina del Tiempo de Wells y en otras historias como Terminator se utiliza un escenario de línea de tiempo dinámica para dar mayor libertad a los personajes, aparece una idea cercana al principio de autoconsistencia de Novikov, pero con un fundamento moral o religioso más que científico. Esta idea es que no deberíamos intentar cambiar el destino o la voluntad de los dioses, y aunque el protagonista consigue realizar un cambio (por ejemplo, en la Máquina del Tiempo el protagonista salva de su muerte original a su esposa), la 'inercia' del destino hace que el mismo resultado se produzca de todas formas por vías diferentes (su mujer muere por otras causas).

Igualmente en la saga de Terminator, los cambios producidos en la aparente victoria contra Skynet no detienen el 'inexorable' destino que enfrenta a las máquinas con la humanidad, lo cual viene muy bien para darle continuidad a la saga, claro.

Esta idea de que los cambios realizados en el pasado se propagan en el tiempo hacia el futuro se explota en muchos filmes, aunque en ocasiones la forma en la que se presenta no tenga sentido. Por ejemplo, en la película de Disney Descubriendo a los Robinsons, que recomiendo ver en familia a los que tengáis chavales, se puede ver 'en tiempo real' como se propagan en el futuro ('contaminado' por las acciones de los malos) los cambios que los buenos realizan en el pasado. No tiene ningún sentido, pero visualmente queda más resultón  :-)

Aquí tenéis la escena del viaje inicial al mundo futuro:


Por cierto, como hay gente que piensa en todo, si planeáis viajar al pasado, aquí tenéis un diseño de una 'chuleta' para imprimir en algún sitio (se recomienda una camiseta o camisa) con todos los conocimientos esenciales que os ayudarán para reconstruir las bases de nuestra civilización y predecir los avances 'futuros', y de paso haceros ricos y famosos:


¿Pero cómo se viajaría al pasado en el escenario dinámico? A diferencia del escenario estático, el bucle temporal no 'existiría desde siempre', sino que habría que crearlo de alguna manera.

La idea más común, aprovechando las posibilidades de las ecuaciones de la Relatividad General, que explican cómo el espacio-tiempo se curva con la gravedad, es crear un túnel o agujero de gusano que conecta dos puntos separados en el tiempo y el espacio.


Se han propuesto diferentes mecanismos para crear estos puentes. La idea es partir de una 'rotura' del tejido del espacio-tiempo, bien aprovechando un agujero negro existente o bien creando uno desde cero, o bien ampliando de alguna forma los agujeros de gusano microscópicos que se producirían por fluctuación cuántica en el espacio vacío.

En el libro El Universo Elegante, y en el siguiente documental, Brian Greene comenta estas posibilidades:


En la práctica los desafíos para construir verdaderas máquinas del tiempo serían grandísimos. Seguramente no es algo que podamos hacer en el garaje de casa, como en la película Primer o la novela de Wells, sino que más bien se parecería al aparato de Contacto, utilizado para crear un túnel por el espacio-tiempo:


Hay otras dificultades del 'teletransporte en el tiempo' que se suelen obviar. Una es el ajuste de la posición de destino (el planeta Tierra se mueve a gran velocidad por el espacio, al igual que todo el Sistema Solar, la Vía Láctea, etc.), ¿cómo 'apuntar' la mira de la máquina? Otra dificultad es la de materializar al viajero en el universo de destino, donde ya existe materia (aunque sea aire).

Por estas razones, además de por otras más teóricas, es razonable suponer que sería necesario un sistema receptor capaz de comunicarse con el emisor para resolver estos problemas.

En todo caso, en otra entrada posterior hablaremos de las propuestas 'prácticas' para construir máquinas del tiempo, aunque os dejo aquí un avance en primicia del prototipo desarrollado por unos científicos 'gespañoles':


Múltiples líneas temporales


Como vimos al hablar de la naturaleza del tiempo, se ha introducido teóricamente la idea de que pueden existir universos paralelos al nuestro donde se dan otras alternativas a los sucesos que nosotros experimentamos.

Mediante esta idea del Multiverso o universos alternativos se salva de forma elegante la paradoja del abuelo y otras paradojas similares del viaje al pasado. Si volvemos atrás en el tiempo y matamos a nuestro abuelo, lo que hacemos es crear o saltar a otro universo alternativo en el que las consecuencias de ese acto crearán un futuro diferente al de nuestra partida. No hay conflicto porque se trata de universos (líneas de tiempo) diferentes.

Esta mecánica ha sido muy explotada en historias, películas y series. El problema que tiene desde el punto de vista narrativo es que la creación de múltiples líneas temporales lleva a una gran dificultad para seguir la historia, como puede verse en el siguiente gráfico que muestra las líneas temporales en la serie Héroes.


Aquí tenéis un intento de organizar las diferentes líneas temporales alternativas que se van creando con los sucesivos saltos y cambios en la saga de Terminator (conclusión: la consistencia lógica les importa poco a los productores):


Y ésta corresponde a la película Looper, que también explora las paradojas del viaje en el tiempo, con un protagonista que se encuentra consigo mismo:


Como comentamos en la entrada anterior, si concebimos el tiempo normal como una dimensión en el espacio-tiempo de la Relatividad, podemos pensar en los universos de posibilidades alternativas como situados en una segunda dimensión de tiempo, en la que también podríamos viajar.

Phiip K. Dick, del que he hablado en otras ocasiones, explora en diferentes novelas el concepto de universo alternativo. Una de las más interesantes le valió el Premio Hugo, El Hombre en el Castillo. En ella se describe un mundo alternativo en el que Alemania y Japón ganan la segunda guerra mundial, pero circula clandestinamente una novela en la que se describe un mundo ficticio (para ellos) en el que los Aliados ganan la guerra. Una perfecta simetría en la segunda dimensión del tiempo.


En Aguardando el Año Pasado, que será pronto adaptada al cine, Dick explora la posibilidad de que una droga permita viajar en el tiempo, abriendo la caja de Pandora de las paradojas temporales, por supuesto.


Otro de mis autores favoritos de ciencia-ficción, que ha explorado la idea de los universos alternativos situando a sus personajes como habitantes de diferentes líneas de tiempo, es Robert A. Heinlein

Aunque Heinlein había explorado argumentos de viaje en el tiempo en novelas anteriores, como la excelente Puerta al Verano, es a partir de una de sus crisis de salud cuando escribe Tiempo para Amar, donde aborda sin contemplaciones las paradojas del viaje en el tiempo y utiliza el concepto de universo alternativo para dar rienda suelta a sus fantasías entre lo libertario y el libertinaje sexual más desinhibido que uno pueda encontrar en ciencia-ficción (o en cualquier otro género).

En esta novela, Lazarus Long, personaje de legendaria edad por ser resultado de un programa de reproducción entre familias especialmente longevas, aprovecha la reciente invención del viaje en el tiempo para acudir al rescate en el pasado de su propia madre, de la cual se enamora y lleva al futuro en un entorno bastante permisivo en el cual hasta las computadoras se encarnan en bellas mujeres.


Sin embargo, es a partir de El Número de la Bestia, su siguiente novela, donde Heinlein desarrolla totalmente las implicaciones del viaje en el tiempo y su libertad narrativa se extiende más allá de los límites conocidos, con el peligro de perder a los lectores en el camino, pero con alucinantes recompensas para los que sigan el juego al maestro.

En esta novela Heinlein expone una teoría muy particular: el solipsismo multi-personal panteísta universal. El primer concepto de la teoría es que el tiempo tiene tres dimensiones. Por esta razón hay un número total de seis dimensiones, y resulta un número de universos posibles igual a seis elevado a seis elevado a seis = el número de la bestia en interpretación heinleniana.


La primera dimensión del tiempo es la habitual. La segunda es la de las posibilidades alternativas para un universo dado. Y en la tercera dimensión se sitúan los universos imaginados por los habitantes de los otros universos. Por ejemplo, en El Número de la Bestia los viajeros espacio-temporales visitan algunos de sus favoritos en esta tercera dimensión: el mundo de Oz, el mundo de Alicia en el Pais de las Maravillas y un planeta Marte habitado, similar al Barsoom de Una Princesa de Marte (llevado al cine en la película John Carter).

Lo interesante de la idea es que todos los universos son igualmente reales, y por lo tanto cada línea de tiempo es imaginada por seres de otros universos en la tercera dimensión. Nuestro universo 'real' sería también producto de la imaginación de seres que viven en otros universos. Nosotros seríamos personajes de novela o película en historias imaginadas y contadas en otros universos.

Heinlein desarrolla de manera personal esta idea, juntando en sus últimas novelas a seres reales e imaginarios, y a sus propios personajes traídos desde diferentes mundos en los que son perfectamente reales. Todos ellos se unen en la noble causa de enderezar líneas de tiempo, sobrevivir los ataques de las fuerzas malignas y entregarse a una peculiar vida familiar.



El viaje en el tiempo en el cine y la televisión


Además de las adaptaciones de la Maquina del Tiempo, hay muchas películas recientes que utilizan el viaje en el tiempo, unas con una perspectiva de 'ciencia-ficción' y otras buscando efectos dramáticos y románticos interesantes.

En el capítulo 'ciencia-ficción' tenemos la mencionada Primer, solo apta para frikis masoquistas, la saga Terminator, Doce Monos (excelente), Looper (no la he visto todavía), y una posible adaptación cinematográfica de Esperando el Año Pasado, de Philip K. Dick, donde se viaja en el tiempo mediante una peligrosa droga.

Pero seguramente la película sobre viaje en el tiempo que marcó toda mi generación fue Regreso Al Futuro, que utiliza precisamente algunos elementos de las novelas de Heinlein.





Por otro lado, el aspecto romántico de los viajes en el tiempo es explorado en En Algún Lugar del Tiempo, con un Christopher Reeve en plena forma, y en La Casa del Lago, con Keanu Reeves y Sandra Bullock.



Otra película con tintes románticos y de drama familiar donde intervienen los viajes en el tiempo es Una Cuestión de Tiempo.La lógica de los viajes no tiene mucha lógica, como suele pasar. El personaje vuelve atrás ocupando el mismo cuerpo que tiene en el viaje de destino, pero apareciendo en otro lugar y con sus recuerdos del futuro. Pero la historia es divertida y tiene sus tintes filosófico-Nietzschianos.


Como guía para los que queráis explorar diferentes tratamientos del tema en el cine, o componer vuestra propia historia, tenéis este excelente diagrama de flujo donde se clasifican las diferentes opciones, con ejemplos clásicos de cada tipo:


Y aquí otra bonita infografía que muestra las películas clave en secuencia temporal:


En televisión por supuesto el tema del viaje en el tiempo aparece recurrentemente. Entre los clásicos tenemos las aventuras infantiles, pero muy entretenidas, de Doraemon: el gato-robot que viene del futuro para cuidar del inepto niño Nobita con sus inventos, que incluyen una máquina del tiempo y otros francamente interesantes:



Y por supuesto tenemos al Señor del Tiempo en persona, Dr. Who, que viaja por el espacio y el tiempo en su TARDIS, de aspecto más bien sobrio por fuera, pero fantástica por dentro.



No es de extrañar que con tanto viajero temporal se produzcan algunos problemas:



Pues esto es todo por hoy. Si os interesa el tema de la relatividad, los viajes en el tiempo y su presencia en el cine, os recomiendo la excelente conferencia que Andrés Aragoneses dio en la pasada Hispacon.


Hasta pronto,

   Salvador




sábado, 15 de febrero de 2014

Pero, ¿qué es el tiempo?


 Es una de esas grandes preguntas para las que nadie tiene una respuesta clara. Aunque nuestra vida cotidiana y toda la ciencia entera se base en el concepto y la medida del tiempo, no entendemos realmente qué es, por qué fluye siempre en una dirección y por qué sólo percibimos el delgado filo que existe entre el pasado y el futuro.

Como en una entrada próxima hablaremos de los viajes en el tiempo, primero es conveniente intentar aclarar el concepto desde una perspectiva científica moderna y permitirnos elucubrar un poco, que es gratis (de momento).


El tiempo como dimensión


Vimos en una entrada anterior que según el filósofo Immanuel Kant el tiempo no es algo que podemos percibir con los sentidos, algo objetivo en el mundo fuera de nosotros, sino una categoría que la mente impone a las percepciones para poder interpretarlas racionalmente. No podríamos concebir el mundo sin imponerle el tiempo (y el espacio, la cantidad y otras categorías). Por tanto seguro que hacernos preguntas sobre él nos va a llevar a paradojas y cuestiones imposibles de resolver.

Sin embargo el propio Kant admitía que para construir una imagen científica del mundo necesitábamos utilizar el tiempo en nuestro modelo.

Sea como sea, tras diversas nociones y teorías sobre el tiempo y el espacio en la historia de la filosofía (ver aquí un buen resumen) y de la ciencia (recomiendo el libro de Brian Greene "El Tejido del Cosmos"), llegamos en la época actual a una imagen que viene dominada por la Teoría de la Relatividad de Einstein, que revolucionó la imagen clásica del espacio y el tiempo.



La Teoría de la Relatividad describe un tejido del universo formado por cuatro dimensiones: las tres dimensiones de espacio y una dimensión de tiempo. En la siguiente figura se dibujan solamente dos de las tres dimensiones espaciales. Los conos indican que el movimiento a partir del punto central en el presente, o llegando hasta él desde el pasado, no puede salir de esos volúmenes al no poder superar la velocidad de la luz.


El gran cambio que supuso la teoría de Einstein fue rechazar que se puedan considerar como absolutos el espacio y el tiempo por separado, ya que dependen del movimiento del observador y de la gravedad, tal como vimos en esta entrada anterior. El siguiente video explica de forma gráfica los efectos de contracción de las distancias y dilatación del tiempo.



Sin embargo, contra la interpretación popular de la teoría, la Relatividad no acaba con la noción de un espacio y tiempo absolutos. Espacio y tiempo son por separado relativos al movimiento, pero el espacio-tiempo combinado en el tejido de cuatro dimensiones es absoluto y estático. Todo lo sucedido y todo lo que sucederá en cualquier instante de tiempo está ya contenido en una 'loncha' de este espacio-tiempo 4D.

Einstein pensaba que "Pasado, presente y futuro son sólo ilusiones, aunque sean ilusiones pertinaces", y el físico y divulgador científico Paul Davies lo resume diciendo que "el tiempo, en su marco conceptual, no transcurre, sino que simplemente es". Curiosamente, con la teoría de la relatividad se vuelve a la noción de Parménides de que el cambio realmente no existe, tan solo hay un 'ser' estático.


Recientemente se están elaborando teorías, como la de Wheeler y Spencer, que intentan mostrar cómo el tiempo puede surgir de la atemporalidad, como una mera medida de distancia desde el Big Bang en el espacio de cuatro dimensiones.

Para escapar a esta visión estática y determinista del espacio-tiempo tendríamos que recurrir a la noción de universos paralelos, multiverso o mundos múltiples. Nos referimos aquí no a universos que coexisten en un mismo espacio tiempo 4D o que están separados por otras dimensiones espaciales, sino a universos 4D que están separados por una segunda dimensión temporal como propone el físico Itzhak Bars.


En esta teoría, además de poder movernos por el tiempo normal de nuestro universo podríamos movernos de un universo alternativo a otro utilizando la segunda dimensión temporal.



Según la teoría cuántica clásica, cada partícula puede estar en múltiples estados mientras no se observa. Aunque esta 'superposición de estados' parezca extraña, se comprueba constantemente de forma experimental. Pues bien, según la interpretación de los mundos múltiples de la mecánica cuántica, cuando se mide el estado de una partícula, o en general cuando interactúan partículas con objetos, cada posible resultado aparece en un universo alternativo, y todos ellos son igualmente reales.



La flecha del tiempo


Si la naturaleza del tiempo como dimensión es un misterio, aún lo es más el hecho de que a diferencia del espacio esta dimensión parece fluir siempre en la misma dirección, y que solamente tenemos acceso a un momento (el presente) y a las huellas que ha dejado en este presente el pasado anterior. Pero nunca podemos observar el futuro, ni directamente ni mediante 'huellas' que deje en el presente (a menos que creamos en la premonión, adivinación, etc.).

Se utiliza la expresión 'flecha del tiempo' para referirse a estas características de la dimensión temporal. La noción tiene varios aspectos, unos físicos (la aparente irreversibilidad de los cambios en el tiempo) y otros psicológicos (la percepción limitada al presente y la visión unidireccional del tiempo).


La expresión 'flecha del tiempo' fue precisamente acuñada por el astrónomo Arthur Eddington en 1927 para abordar el problema de asignar una dirección al tiempo en teoría de la relatividad.

La paradoja a la que nos enfrentamos es que las ecuaciones de la física, incluyendo la mecánica cuántica, son reversibles en el tiempo. Desde el punto de vista de la física una película hacia atrás es tan válida como una película hacia adelante. Sin embargo nosotros percibimos siempre la 'película hacia adelante': los vasos se rompen y el agua se derrama, pero no a la inversa. Es la llamada paradoja de Loschmidt.



La explicación habitual desde Eddington es que la flecha del tiempo es causada por la segunda ley de la termodinámica, que afirma que el desorden (entropía) siempre crece, lo que hace que la mayoría de los procesos (como el vaso rompiéndose) sean irreversibles en el tiempo.


Sin embargo, esta explicación tiene un gran fallo. Está presuponiendo lo mismo que pretende explicar: que el tiempo avanza siempre hacia el futuro. La explicación microscópica del segundo principio de la termodinámica dice simplemente que un sistema pasa a estados más probables y que el desorden es más probable, por lo que lógicamente se tenderá a evolucionar a mayor desorden. La interpretación común es que esto sucede al ir avanzando en el tiempo:


Pero, como hemos visto, las leyes microscópicas de la física son reversibles y por lo tanto si suponemos un estado ordenado en un instante y pensamos qué pasaría si retrocediéramos hacia atrás en el tiempo, según las ecuaciones nos encontramos con el mismo resultado: un estado desordenado en el pasado:



Es decir, no hay nada que explique porqué la segunda ley de la termodinámica no funciona también en sentido temporal contrario (hacia el pasado).

¿Cómo se soluciona esta paradoja? Lo normal es utilizar el Big Bang, como hace Brian Greene. El origen del universo que conocemos se produjo en un estado muy ordenado. Si asumimos la versión oficial de la teoria, el espacio-tiempo se creó en ese mismo instante, y así eliminamos la posibilidad de ir hacia atrás en el tiempo desde ese punto de baja entropía. Problema solucionado (para los que aceptan esta explicación):


Otra solución sugiere que en realidad en el Big Bang se crearon dos universos, uno que evolucionó en una dirección de tiempo y otro en la opuesta a partir del momento de la creación, cada uno avanzando hacia estados más desordenados. Nuestro universo podría ser cualquiera de los dos, puesto que no sabemos distinguir la dirección +t de la dirección -t (en ambos casos parecer que todo se mueve 'hacia delante' en el tiempo).


Estas teorías se denominan de los dos 'futuros'uno en cada dirección del tiempo.


Otra solución más, cortesía de Roger Penrose, especialista en resolver problemas raros con ideas aún más raras, es que de alguna manera el estado futuro de nuestro universo, con un máximo desorden, se convierte en el Big Bang de un nuevo ciclo universal. ¿Cómo puede producirse este 'reinicio'? La idea es pensar a una escala diferente. Visto por unos seres que vivieran en una escala de tiempo y espacio mucho mayor que la nuestra, el fin de nuestro universo sería equivalente al principio de uno nuevo. Quien quiera intentar entenderlo puede consultar el libro de Penrose.



Elucubraciones bidireccionales


Personalmente no me convence ninguna de las explicaciones anteriores. Podrían explicar porqué la entropía crece a la escala del universo, pero no porqué existe una irreversibilidad en las situaciones cotidianas como la rotura de un vaso. Si creáramos una caja completamente aislada del resto del universo, de manera que no le afectara nada de lo que sucede alrededor (y mucho menos la expansión del universo), aún tendríamos que explicar porqué en su interior el desorden solo crece hacia el futuro.

Hay algunos intentos de buscar otras explicaciones que no utilicen la cosmología. Una es la teoría propuesta por Lorenzo Maccone, basada en el concepto de entropía o información cuántica. Maccone demuestra que en ciertas situaciones, cuando el estado de diferentes partículas está ligado se puede producir una reducción de la entropía en una parte del sistema 'borrando' su estado, aprovechando el hecho de que está enlazado a otras partes del sistema.


Lo que esta teoría sugiere es que sería concebible que en nuestro universo hubiera simultáneamente un flujo de aumento de entropía hacia el futuro y otro de disminución, pero que no fuéramos conscientes de este segundo flujo, lo que de alguna forma podría explicar que nos parezca 'avanzar' en el tiempo en la dirección de aumento de la entropía.

Puestos a pensar en flujos simultáneos de entropía en direcciones inversas de tiempo, se me ocurre que podríamos recurrir al concepto de taquión, muy utilizado en ciencia-ficción pero que tiene su base en las matemáticas de la Teoría de la Relatividad.

Los taquiones serían partículas hipotéticas con masa imaginaria (esto es compatible en principio con las ecuaciones de Einstein), lo que las dotaría de extrañas propiedades:
  • Al contrario que la materia ordinaria (que se mueve siempre a velocidad inferior a la de la luz), la 'materia taquiónica' se mueve siempre con velocidad superior a la de la luz. Por tanto, fuera del cono en el que se mueve la materia ordinaria en el espacio 4D (véase la flecha roja en el siguiente diagrama):

  • Al aumentar su energía, los taquiones irían más lentos (en lugar de más rápidos, como la materia ordinaria).
  • Los taquiones viajarían hacia atrás en el tiempo, desde el punto de vista de la materia ordinaria.

De las propiedades anteriores podemos ver que habría tres ámbitos de la realidad respecto al tiempo:
  • La materia ordinaria, de masa real, que al aumentar su energía puede moverse más rápido, pero sin llegar nunca a alcanzar el límite de la velocidad de la luz.
  • La materia de masa nula (incluye la luz, y quizás los neutrinos y otras partículas de masa cero). No puede moverse a otra velocidad diferente que la de la luz (en el vacío) y el tiempo no transcurre para ella.
  • La materia taquiónica (masa imaginaria). Se mueve más rápido que la luz, pero al aumentar su energía puede disminuir su velocidad, acercándose a la de la luz. El tiempo para ella se mueve en sentido contrario al de la materia ordinaria.


Esta imagen de una realidad dual permitiría conciliar dos flujos de entropía, uno que se moviera hacia el aumento del desorden en el 'futuro' (el nuestro) y otro que aumentara el desorden hacia nuestro pasado, pero en un ámbito de la realidad que no se comunica con el nuestro, preservando la simetría total de la entropía y del tiempo. Aquí queda la idea.


Muchos físicos rechazan la posibilidad real de los taquiones, porque en el caso de que ese ámbito de la realidad pudiera comunicarse con el de la materia ordinaria sería posible recibir señales del futuro y quizás enviarlas al pasado (razón por la cual los taquiones son utilizados por los escritores de ciencia-ficción). Entonces caeríamos en las conocidas paradojas causales que aparecen si podemos influir en el pasado (del tipo: "¿Qué pasa si matas a tu abuelo?"). Como trataremos del viaje en el tiempo en otra ocasión, dejamos esa discusión para entonces.


Música intemporal


El tema del tiempo ha inspirado clásicos de la literatura, la pintura y las demás artes, incluyendo algunos magníficos en la música. Os dejo una muestra muy personal.
  • "Time" de Pink Floyd. Aún apabullante después de tantos años...

  • "Time" de Alan Parsons Project. Un poco enmohecido, pero con buena voluntad la poesía aún persiste:


  • "Twilight", del album "Time" de la Electric Light Orchestra. También se va desplazando a un pasado de baja entropía, pero su energía aún puede activarnos en el presente.


  • "Time", tema final de la película "Origen". Demuestra que el tema del tiempo es inmortal e inagotablemente emotivo.



Hasta la próxima (o la anterior, para los que vengan desde el futuro),

   Salvador