Artículos sobre ciencia y tecnología de Mauricio-José Schwarz publicados originalmente en El Correo y otros diarios del Grupo Vocento

septiembre 27, 2006

El tejido del tiempo

No podemos definir el tiempo, apenas podemos medirlo y tratar de responder a algunas de las interrogantes que plantea: ¿tuvo comienzo?, ¿transcurre de modo uniforme?, ¿se puede viajar al pasado?

Muy temprano en su historia como especie, el hombre enfrentó el acertijo del tiempo. La sucesión del día y la noche y de las estaciones, los ciclos recurrentes, contrastaban con sucesos que no se repetían, sino que tenían una duración determinada, como la leña que se quemaba y, en particular, la vida humana. Para algunos paleoantropólogos, la aparición de los ritos funerarios es una de las señas claras de humanidad en nuestra especie y en las otras especies humanas que ha habido, como los neandertales.

La primera persona que sabemos que enunció la irreversibilidad del tiempo y su efecto en el universo, que es el cambio, fue el filósofo griego Heráclito de Éfeso, que señaló que "Todo fluye, nada está detenido" y observó que un hombre no puede entrar dos veces en el mismo río, porque entre la primera y la segunda vez, tanto el hombre como el río habrán cambiado. El tiempo, así, se convierte en la medida del cambio. Para Isaac Newton, el tiempo era, junto con el espacio, un contenedor o recipiente de los sucesos, tan real como los sucesos que contiene, y su flujo era siempre constante. Esta visión se contraponía con lo sugerido por el matemático Karl Leibniz, para quien el tiempo, como el espacio y los números, eran sólo aparatos conceptuales que usamos para describir las interrelaciones de los acontecimientos, pero sin existencia real.

El debate entre ambas posiciones se mantuvo hasta la llegada de Albert Einstein al panorama de la física con su Teoría General de la Relatividad. Esta teoría, que explica mejor el universo que la de Newton, ampliándola a los terrenos de lo muy grande y lo muy pequeño, derribó efectivamente la frontera entre el espacio y el tiempo para enseñarnos a hablar de un "continuo espaciotemporal", situando al tiempo como la cuarta dimensión del universo.

Hoy, el simple sentido común nos dice que la conclusión de Einstein es perfectamente lógica. Por ejemplo, supongamos que alguien nos cita para una reunión. Nos tiene que dar, por supuesto, direcciones en tres dimensiones espaciales, es decir, en qué punto del mapa está el lugar de la reunión, por ejemplo, la esquina de la calle A con la calle Z. Eso nos da, por supuesto, dos dimensiones. Pero necesitamos una tercera, para saber si habremos de verlo en los bajos del edificio o en el piso 18. Así, nuestros domicilios son un conjunto de coordenadas en tres dimensiones que indican dónde vivimos. Pero para esa reunión necesitamos la cuarta coordenada, la cuarta dimensión: la hora de la reunión. Así, el acontecimiento se define en cuatro dimensiones, las tres del espacio (calle A esquina con calle Z, piso N) y una del tiempo (a las 4:30 en punto).

Pero Einstein hizo algo más importante: eliminó el concepto del "tiempo absoluto" de Newton sin caer en el tiempo conceptual de Leibniz. En la teoría de la relatividad, se puede describir el movimiento sin acudir al tiempo. Las ecuaciones fundamentales de la teoría einsteiniana no hacen referencia alguna al tiempo, de modo que no se puede hablar del tiempo de modo general (como Newton) ni abstracto (como Leibniz), sino que debe establecerse en cada caso en particular estableciendo los procesos físicos que se usarán para medir el tiempo. Una vez que se indica el proceso, la teoría puede explicar todo el movimiento.

Esto significaba algo especialmente importante, que el tiempo no es un elemento absoluto ni fluye de modo constante, sino que es relativo a la velocidad de desplazamiento de un objeto o persona. La forma más clara de expresar esta conclusión, convalidada por numerosos experimentos, es la de los hermanos gemelos. Supongamos que uno de dos hermanos gemelos se queda en la Tierra durante sesenta años, mientras que su mellizo viaja a grandes velocidades (cercanas a la de la luz) durante ese mismo tiempo. Lo que ocurrirá será que, al volver, el hermano viajero será mucho más joven que el que se quedó en la Tierra, ya que al moverse a gran velocidad, el tiempo transcurrirá más lentamente para él. Si se mueve a la velocidad de la luz, el tiempo se detendría completamente para él, pero es imposible alcanzar la velocidad de la luz por asuntos que también se derivan de la teoría de Einstein.

Sin embargo, otros problemas del tiempo se mantienen. Hasta hoy, toda la evidencia que tenemos indica que lo que los físicos llaman "la flecha del tiempo" sólo se mueve en una dirección, es decir, que es imposible ese sueño de los escritores de ciencia ficción de viajar al pasado. El único viaje en el tiempo que podemos hacer es, como decía el escritor Damon Knight, hacia delante, a un segundo por segundo. Y, sin embargo, algunas interpretaciones de la física cuántica indican que esto podría no ser del todo cierto.

El otro problema que ha resuelto la física es el del inicio del tiempo. Para los cosmólogos, el tiempo surgió junto con el espacio y la materia en la gran explosión o Big Bang que dio origen al universo, hace aproximadamente 15 mil millones de años. Dado que sólo en ese momento existió el tiempo, no tiene siquiera sentido preguntar ¿qué había antes del Big Bang?, porque no existió un "antes" de ese acontecimiento. Es el principio de todo. Esto dejaría, claro, pendiente el problema del final del tiempo. La eternidad concebida como un tiempo sin fin (tenga o no un principio) puede no ser una visión precisa de la realidad: el tiempo que comenzó podría terminar, así sea dentro de miles de millones de años, posibilidad que algunos encuentran muy poco agradable.

La paradoja del abuelo


La idea de viajar al pasado, recurrente en la ciencia ficción, enfrenta un problema que se conoce como "la paradoja del abuelo": si usted viaja en el tiempo y asesina a su abuelo antes de que éste pudiera procrear a su padre, su padre no existirña en el futuro y, por tanto, usted tampoco existiría. Y si usted no existe, no podría volver al pasado para matar a su abuelo.

La paradoja parece irresoluble a menos que se considere la posibilidad no de un universo, sino, siguiendo algunos desarrollos de la física cuántica, la de los multiversos, un número infinito de universos posibles. Todos los universos posibles, según esta idea, coexisten al mismo tiempo. Así, al viajar usted al pasado y matar a su abuelo, estaría realmente viajando a otro pasado posible idéntico a éste en el que mataría a su abuelo. En ese universo, su padre y usted nunca existirían, pero eso no importaría porque usted sería un extraño en ese universo. Pero en ese supuesto, al volver a su universo vería que no habría matado a su abuelo, reconciliándose así los dos polos de la paradoja.

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