¬ŅEs posible viajar en el tiempo?

¬ŅEs posible viajar en el tiempo?

Las historias sobre viajes al pasado y al futuro han capturado nuestra imaginación durante mucho tiempo, pero la cuestión de si el viaje en el tiempo es posible es espinosa y llega directamente al corazón de la comprensión de lo que los físicos quieren decir cuando usan la palabra "tiempo".

La f√≠sica moderna nos ense√Īa que el tiempo es uno de los aspectos m√°s misteriosos de nuestro universo, aunque al principio puede parecer sencillo. Einstein revolucion√≥ nuestra comprensi√≥n del concepto, pero incluso con este entendimiento revisado, algunos cient√≠ficos siguen estudiando la cuesti√≥n de si realmente existe el tiempo o si se trata de un simple "ilusi√≥n obstinadamente persistente" (como Einstein llam√≥ una vez). Sin embargo, sea cual sea el tiempo, los f√≠sicos (y los escritores de ficci√≥n) han encontrado algunas formas interesantes de manipularlo para considerar atravesarlo de formas poco ortodoxas.

 

Tiempo y relatividad

Aunque se menciona en The Time Machine (1895) de HG Wells , la ciencia real del viaje en el tiempo no surgi√≥ hasta bien entrado el siglo XX, como un efecto secundario de la teor√≠a de la relatividad general de Albert Einstein (desarrollada en 1915 ). La relatividad describe el tejido f√≠sico del universo en t√©rminos de un espacio-tiempo de 4 dimensiones, que incluye tres dimensiones espaciales (arriba / abajo, izquierda / derecha y frente / atr√°s) junto con una dimensi√≥n de tiempo. Seg√ļn esta teor√≠a, que ha sido probada por numerosos experimentos durante el √ļltimo siglo, la gravedad es el resultado de la flexi√≥n de este espacio-tiempo en respuesta a la presencia de materia. En otras palabras, dada una determinada configuraci√≥n de materia, la estructura real del espacio-tiempo del universo puede alterarse de manera significativa.

Una de las sorprendentes consecuencias de la relatividad es que el movimiento puede resultar en una diferencia en la forma en que pasa el tiempo, un proceso conocido como dilataci√≥n del tiempo . Esto se manifiesta m√°s dram√°ticamente en la cl√°sica paradoja de los gemelos . En este m√©todo de "viaje en el tiempo", puede moverse hacia el futuro m√°s r√°pido de lo normal, pero en realidad no hay vuelta atr√°s. (Hay una peque√Īa excepci√≥n, pero m√°s sobre eso m√°s adelante en el art√≠culo).

 

Viaje temprano

En 1937, el físico escocés WJ van Stockum aplicó por primera vez la relatividad general de una manera que abrió la puerta al viaje en el tiempo. Aplicando la ecuación de la relatividad general a una situación con un cilindro rotatorio infinitamente largo y extremadamente denso (algo así como un poste de barbería sin fin). La rotación de un objeto tan masivo en realidad crea un fenómeno conocido como "arrastre de cuadros", que en realidad arrastra consigo el espacio-tiempo. Van Stockum descubrió que, en esta situación, se podía crear un camino en el espacio-tiempo de 4 dimensiones que comenzaba y terminaba en el mismo punto, algo llamado curva temporal cerrada , que es el resultado físico que permite viajar en el tiempo. Puede partir en una nave espacial y recorrer un camino que lo lleve de regreso al mismo momento exacto en el que comenzó.

Aunque fue un resultado intrigante, esta fue una situación bastante artificial, por lo que realmente no hubo mucha preocupación por que ocurriera. Sin embargo, estaba a punto de llegar una nueva interpretación, mucho más controvertida.

En 1949, el matemático Kurt Godel, amigo de Einstein y colega del Instituto de Estudios Avanzados de la Universidad de Princeton, decidió abordar una situación en la que todo el universo está girando. En las soluciones de Gödel, el viaje en el tiempo estaba realmente permitido por las ecuaciones si el universo giraba. Un universo en rotación podría funcionar como una máquina del tiempo.

Ahora bien, si el universo estuviera girando, habr√≠a formas de detectarlo (los rayos de luz se doblar√≠an, por ejemplo, si todo el universo estuviera girando), y hasta ahora la evidencia es abrumadoramente fuerte de que no hay ning√ļn tipo de rotaci√≥n universal. De nuevo, este conjunto particular de resultados descarta el viaje en el tiempo. Pero el hecho es que las cosas en el universo giran y eso abre nuevamente la posibilidad.

 

Viajes en el tiempo y agujeros negros

En 1963, el matem√°tico neozeland√©s Roy Kerr us√≥ las ecuaciones de campo para analizar un agujero negro en rotaci√≥n , llamado agujero negro de Kerr, y encontr√≥ que los resultados permit√≠an un camino a trav√©s de un agujero de gusano en el agujero negro, sin la singularidad en el centro y haciendo salga por el otro extremo. Este escenario tambi√©n permite curvas cerradas en forma de tiempo, como se dio cuenta a√Īos m√°s tarde del f√≠sico te√≥rico Kip Thorne.

A principios de la década de 1980, mientras Carl Sagan trabajaba en su novela Contact de 1985 , se acercó a Kip Thorne con una pregunta sobre la física del viaje en el tiempo, lo que inspiró a Thorne a examinar el concepto de utilizar un agujero negro como medio para viajar en el tiempo. Junto con el físico Sung-Won Kim, Thorne se dio cuenta de que podría (en teoría) tener un agujero negro con un agujero de gusano que lo conectara a otro punto en el espacio abierto por alguna forma de energía negativa.

Pero el hecho de que tengas un agujero de gusano no significa que tengas una m√°quina del tiempo. Ahora, supongamos que podr√≠as mover un extremo del agujero de gusano (el "extremo m√≥vil). Colocas el extremo m√≥vil en una nave espacial, dispar√°ndola al espacio casi a la velocidad de la luz . La dilataci√≥n del tiempo comienza y el tiempo experimentado por el extremo m√≥vil es mucho menor que el tiempo experimentado por el extremo fijo. Supongamos que mueves el extremo m√≥vil 5.000 a√Īos hacia el futuro de la Tierra, pero el extremo m√≥vil solo "envejece" 5 a√Īos. As√≠ que te vas en 2010 dC , digamos, y llegar√° en el 7010 d.C.

Sin embargo, si viaja a trav√©s del extremo m√≥vil, en realidad saldr√° del extremo fijo en 2015 d.C. (ya que han pasado 5 a√Īos en la Tierra). ¬ŅQu√©? ¬ŅComo funciona esto?

Bueno, el hecho es que los dos extremos del agujero de gusano est√°n conectados. No importa qu√© tan lejos est√©n, en el espacio-tiempo, todav√≠a est√°n b√°sicamente "cerca" el uno del otro. Dado que el extremo m√≥vil tiene solo cinco a√Īos m√°s que cuando se fue, pasar por √©l lo enviar√° de regreso al punto relacionado en el agujero de gusano fijo. Y si alguien de 2015 DC Earth pasa por el agujero de gusano fijo, saldr√≠a en 7010 DC del agujero de gusano m√≥vil. (Si alguien atravesara el agujero de gusano en 2012 d.C., terminar√≠a en la nave espacial en alg√ļn lugar en medio del viaje y as√≠ sucesivamente).

Aunque esta es la descripción más razonable físicamente de una máquina del tiempo, todavía existen problemas. Nadie sabe si existen agujeros de gusano o energía negativa, ni cómo juntarlos de esta manera si es que existen. Pero es (en teoría) posible.



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