Los viajes en el tiempo y la física cuántica

René Medina

Sin duda, este año 2020 ha sido marcado por muchos aspectos, claro, el primero de ellos, una pandemia que ha logrado decretar una cuarentena mundial que detuvo a todas las sociedades y países como no se tienen precedentes en la era moderna; y que desembocó en el «quédate en casa», o en otras palabras, «observa Netflix hasta que te lloren los ojos y un poco más».

Aunque la plataforma no comparte sus números oficialmente, no me parecería extraño que éste haya sido uno de sus mejores años en cuanto a nuevos subscriptores. Muchas series se han maratoneado este año. Por suerte, dentro del gran catálogo lleno de contenido que van desde el wow!, hasta el qué demonios acabo de ver, pasando por el está palomera, sirve para un día entre semana en la tarde y meh… se encontraba la que para mí, y sin tener un solo gramo de autoridad sobre el tema y con la convicción de que todos los milenials creemos ser conocedores de algo sin tener una clara idea de quienes somos en realidad; es una de las mejores series que han pasado por la plataforma. Me refiero a la serie alemana original de Netflix, Dark. Ésta serie, para quien no la haya visto, trata sobre (spoiler alert)…. Viajes en el tiempo. En ella, no sólo está presente la densa filosofía determinista y un tanto pesimista de la escuela alemana; sino que, a lo largo de una trama realmente buena recorriendo la vida y genealogía de los personajes, le otorga el protagonismo de manera implícita, al padre tiempo. Más de uno tuvo que ver uno, o dos videos para poder entender el entramado argumental que se forma con el discurrir de los personajes ya que, dentro de los límites que el mismo tema confiere, las premisas fundamentales tratan de ser coherentes en las relaciones causa – efecto, que los viajes en el tiempo podrían acarrear. La serie, al menos en México, fue todo un boom. Explotando las redes sociales el día de su estreno manteniéndose por un buen tiempo en el top 10 de dicho país. Y no dudo que en otros lugares del orbe, haya obtenido resultados similares.

Y junto con el boom de la serie, resurgió en la mente de muchos, el tema de los viajes en el tiempo. Un tema que, por su sola mención, nos hace pensar en ciencia ficción. Probablemente al hablar de los viajes en el tiempo, la mayoría piense en las referencias clásicas de la cultura pop como Back to the future, la trilogía ochentera que catapultó a la fama a Michael J. Fox; o tal vez en el clásico The time machine, novela de 1895 convertida en película en 1960 y más recientemente en el 2001. Para mayor referencia, recordemos a Sheldon, de The big bang Theory teniendo pesadillas con ser secuestrado por los morlocks.

Sin embargo, el tema nos da para preguntarnos también. ¿Qué tan alejada de la realidad está la posibilidad del viajar en el tiempo? ¿Existe una limitante real y fenomenológica que nos impida hacerlos o es una limitante meramente tecnológica? Pudiera parecer que el mero hecho de plantearse la pregunta es, ya en sí, incoherente; sin embargo, afortunadamente, la física teórica actual piensa de una manera diferente.

Si bien es cierto que, tal vez, la frase «nacimos muy tarde para explorar el planeta, pero muy temprano para explorar la galaxia», se aplique muy bien para nuestra generación; también es cierto que nunca había sido más vigente la frase de «la ciencia ficción es una predicción de la ciencia del mañana». Por supuesto la frase no puede ser tomada de manera literal, pero, sin duda, no tengo la menor objeción a la idea de que Julio Verne no podría haber estado más de acuerdo.

Alguien que así mismo podría estar muy de acuerdo sería el Físico y cosmólogo inglés Stephen Hawking. (1942 – 2018). Una de las mentes más brillantes del siglo pasado y probablemente el físico que más puede atestiguar que lo que a veces parece imposible no siempre termina siéndolo.

El doctor no sólo organizó una fiesta para viajeros del tiempo, sino que, además, escribió artículos y dedicó capítulos al tema sobre la posibilidad de los viajes en el tiempo.

Ya es un buen punto de partida que un respetado Físico, que consagró su vida a la investigación de las grandes preguntas que al final nos conduzcan a la obtención de una “teoría del todo”, se haga el planteamiento sobre esta posibilidad, como una posibilidad de investigación real.

En el panorama de la física actual o física cuántica, así llamada para diferenciarla de la física clásica, planteamientos paradójicos como viajes en el tiempo, agujeros negros o viajes interestelares, no se encuentran para nada fuera de lugar. Pero, entonces, ¿Es posible en la realidad, viajar en el tiempo? Presuponiendo el esquema filosófico en que todos estamos más o menos de acuerdo en qué es lo real, tomemos como punto de partida el concepto físico de tiempo.

Para la física clásica (sí, esa que te enseñaron en la escuela desde la primaria hasta la universidad y que es la que rige la mayoría de los aspectos de nuestro día a día), el concepto de tiempo viene dado por otro inglés, predecesor al doctor Hawking en la cátedra Lucasiana: Sir Isaac Newton. En el modelo de Newton, el tiempo y el espacio constituían un fondo sobre el cual se producían los sucesos, pero que no era afectado por ellos. El tiempo estaba separado del espacio y era considerado como una línea recta o una vía de tren infinita en ambas direcciones. El propio tiempo era considerado como eterno, en el sentido de que siempre había existido y siempre seguiría existiendo. ^[1] Es decir, en el modelo clásico, el tiempo es inmutable, eterno y estático. Es indiferente en su camino, marcando un principio y un final, y sobre todo es absoluto. De la misma manera, para la física clásica, utilizaremos tres dimensiones para denotar la ubicación de algún punto en el espacio. Todas las cosas así tienen un largo, un ancho y una longitud por decirlo de una manera rudimentaria. En este modelo, el tiempo pasa inalienable e inalterable en su marcha hacia el final. Por otro lado, para la física moderna o cuántica, el tiempo es una cuarta dimensión. Este concepto vino a revolucionar el pensamiento físico de principios del siglo XX, con la incorporación de la Teoría de la relatividad especial, formulada por Albert Einstein en 1905. De acuerdo con esta teoría, el tiempo no es algo independiente y absoluto, sino que es relativo al observador y aún más: se encuentra en dependencia con las tres dimensiones espaciales, creando así un continuo espacio-temporal, inherente a la locación de cualquier punto o suceso en el espacio.

Matemática y geométricamente hablando, esto implica que el tiempo, como la altura, la anchura y la longitud, no tiene una dirección fundamental, es decir, no tiene un inicio absoluto ni tiende hacia un final igual de absoluto. De la misma manera, el tiempo, al ser una dimensión más, se rige bajo las mismas leyes de la física, es mesurable, cuantificable, tiene una longitud y se puede curvar (deformar) por la gravedad. Para aclarar un poco más la relatividad del tiempo, tomemos el experimento mental clásico llamado la paradoja de los gemelos.

Sin entrar en muchos detalles técnicos, podemos decir de modo vago que el tiempo se ralentiza, entre más rápido se viaje. La barrera de la velocidad es, hasta ahora, la velocidad de la luz, la cual viaja a 299,792,458 km/s. En cuanto más nos acerquemos a ella, el tiempo, para el observador que se mueva a esa velocidad, se volverá más lento que para un observador que se mueva a nuestros modestos 34 km/hr como promedio de arranque en los seres humanos. Así pues, si existiesen dos gemelos completamente idénticos y uno de ellos se va a realizar turismo espacial en una nave que es capaz de viajar a la velocidad de la luz, mientras su hermano se queda en la tierra, al cabo de un tiempo de viaje, el hermano que ha viajado a la velocidad de la luz regresa a la tierra y es, de hecho, más joven que su hermano que se quedó en casa. (Si, algo más o menos así como la película Interestelar).

Este, ya de por sí, es un tipo de viaje en el tiempo. Sin embargo, ciertamente, no es del que estamos hablando.

Una de las opciones, de las cuales se ha teorizado más en este rubro tanto en la ciencia como en la ciencia ficción, son esas regiones del espacio inexploradas, a manera de túneles, que conecten dos regiones del espacio tiempo. El mismo Stephen Hawking, en su artículo “Cómo construir una máquina del tiempo” lo plantea de esta forma: «Nos preguntamos si los portales al pasado o al futuro podrían ser posibles dentro de las leyes de la naturaleza, como resultado, creemos que lo son, lo que es más, nosotros incluso les hemos dado un nombre: agujeros de gusano».^[2]

Para poder hablar de los agujeros de gusano, tenemos que recordar que seguimos moviéndonos en un universo regido por la teoría especial de la relatividad, donde el tiempo forma una cuarta dimensión y, al igual que el espacio, se puede deformar por fuerzas elementales como lo es la gravedad. Así, de esta manera, un agujero de gusano es una región del espacio-tiempo deformada que crea un «túnel» entre dos puntos espacio-temporales; un atajo, por decirlo así. En teoría, esta singularidad única permitiría salvar la limitante de velocidad (recordemos que nada puede viajar más rápido que la luz) y al mismo tiempo posibilitaría el traslado entre dos puntos de la galaxia en un tiempo considerablemente razonable. Y, por consiguiente, si habláramos de la posibilidad de estos traslados en el espacio, de la misma forma, podríamos trasladarnos en el tiempo.

Es posible demostrar que para crear un agujero de gusano se necesita deformar el espacio-tiempo de manera opuesta a como lo deformaría la materia. Normal. La materia ordinaria curva el espacio-tiempo sobre sí mismo la superficie de la Tierra. .En cambio, para crear un agujero de gusano se necesita que el espacio-tiempo se curve en el sentido opuesto. (…). Se necesitaría una materia con masa negativa y densidad de energía negativa para deformar el espacio-tiempo en la forma requerida. ^[3] Esto quiere decir, que la teoría cuántica permite que la densidad de la energía sea negativa en algunos lugares, siempre y cuando sea positiva en otros. A estas partículas y antipartículas, se les llaman virtuales. Se les llama así, porque no se pueden medir directamente con un detector de partículas, (como otras partículas elementales), sin embargo, podemos observar sus efectos indirectamente. ¿Qué significa esto? Que tenemos evidencia experimental según los trabajos científicos actúales con la luz, que realmente el espacio-tiempo esta curvado, y que, podemos de hecho, deformarlo en sentido negativo. Ciertamente, en la actualidad, no tenemos la tecnología ni la ciencia necesaria para lograrlo, pero, si en un futuro, se llegara a desarrollar la misma, la creación de agujeros de gusano estaría a la vuelta de la esquina, y con ellos, la posibilidad del viaje en el tiempo.

En conclusión, es de sobremanera alentador saber que los cosmólogos y físicos teóricos se planteen, de hecho, la posibilidad real de los viajes en el tiempo. Y es aún más alentador saber que, de hecho, lo hacen porque las investigaciones teóricas devenidas de la teoría de la relatividad de Einstein (que poco a poco y a medida en que va avanzando nuestra tecnología se van comprobando correctas) los sustentan.

No cabe duda que aún estamos bastante lejos de posibilidades reales y todavía quedan muchas interrogantes de carácter filosófico sobre los viajes en el tiempo y las paradojas que se suscitan. Así como los más escépticos nos podrían decir que, en la actualidad, no tenemos evidencia de turistas del futuro; o la paradoja por excelencia de que el efecto siempre debe seguir a la causa y nunca, ser causa de sí mismo. (Por lo cual, spoiler alert otra vez… Elizabeth, no puede, en el mundo real, ser mama de Charlotte, quien a su vez es su propia madre, como en Dark).

De esta manera, los viajes en el tiempo, en teoría al menos hasta este momento, son posibles y congruentes teóricamente, según la relatividad especial de Einstein. Aunque, sin duda, no estamos ni mínimamente cercanos a desarrollar la tecnología necesaria para realizar experimentaciones que apunten hacia esta meta. Por ahora, debemos conformarnos con la ciencia ficción, esperando con otros excelentes guiones como el de la serie de Dark, mientras soñamos con vencer una barrera más. Por supuesto, Stephen Hawking, quien en el 2009 organizó una fiesta para viajeros en el tiempo a la cual, obviamente, nadie asistió, no podría estar más de acuerdo.

1. HAWKING S. El universo en una cascara de nuez. Ed. Crítica, España, 2011, p. 45 ↑

2. https://www.dailymail.co.uk/home/moslive/article-1269288/STEPHEN-HAWKING-How-build-time-machine.html ↑

3. HAWKING S. “Breves respuestas a las grandes preguntas” ed. Crítica, España, p. 173 ↑