Popular Mechanics
Episodios visionarios de la serie Back to back de AMC: la historia de ciencia ficción de James Cameron esta noche a las 9 / 8c en AMC. El episodio final de esta serie de seis partes se centra en el viaje en el tiempo y cómo han sido retratados en la ciencia ficción. Pero en realidad, el viaje en el tiempo ya es posible.
Por Matt Blitz, para Popular Mechanics Mayo 28 de 2018
En septiembre de 2015, el cosmonauta Gennady Padalka regresó a la Tierra por última vez. Acababa de completar su sexta misión en el espacio y rompió el récord de tiempo acumulado más allá de la atmósfera terrestre— 879 días . Y debido a estos dos años y medio que pasaron orbitando el planeta a altas velocidades, Padalka también se convirtió en un viajero del tiempo, experimentando la teoría de la Relatividad general de Einstein en acción.
"Cuando el señor Padalka regresó de sus aventuras, descubrió que la Tierra estaba a 1/44 de segundo del futuro de donde esperaba", explica J. Richard Gott, físico de Princeton y autor del libro de 2001. Viaje en el Universo de Einstein , "Él viajó literalmente ... hacia el futuro".
Si bien es una fracción de un segundo más joven que si se hubiera quedado en la Tierra no es algo que doblegue la mente, no obstante le dio a Padalka la distinción de "registro actual del viajero en el tiempo", según Gott.
Aunque no es exactamente un DeLorean cargado de plutonio, viajar en el tiempo es todo menos ficción. Astrofísicos reales como Gott están bastante seguros de que saben cómo construir una máquina del tiempo, y la velocidad intensa—mucho, mucho más rápida que la excursión orbital de Padalka— es el ingrediente clave.
Un curso acelerado de los viajes en el tiempo
Crédito de la imagen: GETTY IMAGESBETTMANN
Hasta el siglo XX, se creía que el tiempo era completamente inmutable y que el viaje en el tiempo era una imposibilidad científica. En la década de 1680, el tiempo de pensamiento de Sir Isaac Newton progresó a un ritmo constante en todo el universo, independientemente de las fuerzas externas o la ubicación. Y durante dos siglos, el mundo científico se suscribió a la teoría de Newton.
Hasta que apareció Albert Einstein, de 26 años.
En 1905, Einstein reveló sus ideas sobre la relatividad especial, utilizando este marco para su teoría de la relatividad general una década más tarde. Los cálculos definitorios del universo de Einstein introdujeron, bueno, muchas cosas, pero también algunos conceptos relacionados con el tiempo. El hecho más importante es que el tiempo es elástico y depende de la velocidad, la desaceleración o la aceleración, dependiendo de qué tan rápido se mueva un objeto o una persona.
En 1971, cuatro relojes atómicos de haz de cesio volaron alrededor del mundo y luego se compararon con los relojes terrestres. La minúscula diferencia de tiempo resultante demostró que Einstein estaba en algo. También hay otra tecnología, metida dentro de su teléfono inteligente, que también valida la teoría de Einstein .
"Sin la teoría general de la relatividad de Einstein, nuestro sistema de GPS no estaría funcionando", dice Ron Mallet, astrofísico y autor del libro Time Traveler: la misión personal de un científico para hacer que el viaje en el tiempo sea una realidad . "Eso también es una prueba de que las (teorías de Einstein) son correctas".
Pero aparte de esta versión mutable del tiempo, Einstein también calculó la velocidad de la luz. A 3.000.000 de metros (o 186.282 millas) por segundo, Einstein describe la figura como el "límite de velocidad máximo" y una constante universal, sin importar si uno está sentado en un banco o viajando en un cohete.
Las últimas ideas de Einstein sugieren que la gravedad también ralentiza el tiempo, lo que significa que el tiempo corre más rápido donde la gravedad es más débil como el vasto vacío entre los cuerpos celestes masivos como el Sol, Júpiter y la Tierra.
Avanzando un siglo después, y todas estas teorías, altamente resumidas, por supuesto, ahora forman los componentes básicos de la astrofísica, y enterradas entre todas estas matemáticas de nivel experto, Einstein también probó que el viaje en el tiempo era posible.
La máquina del tiempo subatómica
Crédito de la imagen: GETTY IMAGES JAMES BRITTAIN
De hecho, no solo es posible viajar en el tiempo, sino que ya sucedió, simplemente no se parece a la típica película de ciencia ficción .
Volviendo a nuestro cosmonauta Padalka que viaja en el tiempo, su salto de 1/44-segundo hacia el futuro es tan minúsculo porque solo estaba viajando a 17,000 millas por hora. Eso no es muy rápido, al menos en comparación con la velocidad de la luz. Pero, ¿qué pasaría si creáramos algo que pudiera ir mucho más rápido que la órbita geoestacionaria? No estamos hablando de un avión comercial (de 550 a 600 millas por hora) o un cohete del siglo 21 a la ISS (25,000 millas por hora), sino algo que podría acercarse a 186,282 millas por segundo.
"En un nivel subatómico, ya está hecho", dice Mallett. "Un ejemplo es ... el Gran Colisionador de Hadrones . Rutinariamente envía partículas subatómicas al futuro ".
El acelerador de partículas tiene la capacidad de impulsar protones a 99.999999 por ciento de la velocidad de la luz, una velocidad a la que su tiempo relativo se mueve aproximadamente 6.900 veces más lento en comparación con sus observadores humanos estacionarios.
Entonces, sí, hemos estado enviando átomos al futuro y lo hemos estado haciendo durante la última década, pero los humanos son otra cosa.
Gott dice que dado que propulsamos las partículas casi a la velocidad de la luz de forma regular, conceptualmente, es bastante simple para los humanos viajar en el tiempo hacia el futuro. "Si quieres visitar la Tierra en el año 3000", dice Gott, "todo lo que tienes que hacer es subirte a una nave espacial y obtener un 99.995 por ciento de la velocidad de la luz".
Digamos que un humano es puesto en una nave así y enviado a un planeta que está a menos de 500 años luz de distancia (por ejemplo, Kepler 186f), lo que significa que si viajara al 99.995 por ciento de la velocidad de la luz, se vería afectado. 500 años para llegar allí ya que están a casi la velocidad de la luz.
Sólo un rápido viaje de 550 años luz a Kepler-186f. Crédito de la imagen: NASA AMES
Después de un refrigerio rápido y un descanso en el baño, luego daban media vuelta y regresaban a la Tierra, lo que demoraría otros 500 años. Entonces, en total, les llevaría unos mil años llegar seguros a casa. Y, en la Tierra, sería el año 3018.
Sin embargo, dado que se movían tan rápido, la dilatación del tiempo resultante no les parecería mil años, ya que su reloj interno se ha ralentizado. "(Su) reloj estará funcionando a 1/100 de la frecuencia de los relojes en la Tierra. (Ellos) solo envejecerán unos 10 años ", dice Gott. Mientras que un milenio pasaría por nosotros, para ellos sería una década.
"Si nosotros (en la Tierra) estuviéramos mirando por la ventana, comerían el desayuno a la perfección", dijo Gott, "pero para (ellos), todo sería normal".
Pero hay un gran abismo entre lo que es teórico y lo que es real. Entonces, ¿cómo superamos los inmensos desafíos tecnológicos de construir una máquina del tiempo?
El futuro no tan distante del viaje en el tiempo humano
La sonda solar Parker alcanzará velocidades de 430,000 mph, pero no muy lejos de la velocidad de la luz.
Construir una nave espacial que viaja en el tiempo puede ser el mejor lugar para comenzar, pero los obstáculos de ingeniería, al menos por ahora, son enormes. Por un lado, ni siquiera estamos cerca de tener una nave espacial que pueda viajar a la velocidad de la luz. La nave espacial más rápida que se haya creado será pronto la Parker Solar Probe , que se lanzará este verano y viajará solo a un 0.00067 por ciento de la velocidad de la luz .
También existe la enorme cantidad de energía que se necesitaría para impulsar un barco que vaya tan rápido. Gott sugiere que el combustible antimateria altamente eficiente podría ser la clave y otras agencias y científicos del mundo también piensan que ese combustible podría ser una pieza potencialmente invaluable para los viajes interestelares .
Pero garantizar la seguridad de la carga humana en una misión tan futurista también sería complicado. En primer lugar, el barco necesitaría llevar suficientes suministros, como alimentos, agua y medicamentos, y ser autosuficiente durante todo el viaje.
Luego está toda la aceleración. Para asegurarnos de que nuestro viajero hipotético no sea aniquilado por fuerzas G abrumadoras, la nave debería acelerar de forma gradual y constante. Mientras que la aceleración constante de 1 g (como la que sentimos en la Tierra) durante un largo período de tiempo eventualmente haría que la nave se acercara a la velocidad de la luz, aumentaría la duración del viaje y minimizaría la distancia que podría recorrer en el futuro.
Utilizando nuestro ejemplo de planeta de 500 años luz, Gott predice que la aceleración constante de 1g hasta la velocidad de cerca de la luz aumentaría el envejecimiento del viajero en el tiempo a 24 años, "pero todavía podrías visitar la Tierra en el año 3000". dice Gott.
Crear un vehículo con estas especificaciones requeriría mucho tiempo, recursos y dinero. Pero lo mismo puede decirse de otros experimentos masivamente ambiciosos, como detectar ondas gravitatorias y construir el Gran Colisionador de Hade r. Una máquina del tiempo podría ser el próximo megaproyecto científico del mundo.
El problema de ir en reversa
Pero hay una gran advertencia en este retrato teórico del viaje en el tiempo real: esta máquina no va a la inversa. Mientras Bill y Ted viajan al pasado para recoger a Sócrates con relativa facilidad, en realidad los científicos e investigadores necesitan encontrar una forma de eludir las reglas de la física para viajar en el tiempo.
Se han sugerido agujeros de gusano, agujeros negros, cuerdas cósmicas y haces de luz circulantes como posibles soluciones para viajar en el tiempo al pasado. El principal desafío al que se enfrentan los astrofísicos es averiguar cómo superar un rayo de luz a un punto en el espacio-tiempo y viceversa.
Dado que la velocidad de la luz es el máximo absoluto, los físicos se concentran en encontrar fenómenos como agujeros de gusano, que podrían proporcionar accesos directos en forma de túnel que saltan a través del espacio-tiempo curvo y, en teoría, vencer un rayo de luz a un punto particular del espacio-tiempo.
Si bien los agujeros de gusano funcionan dentro de los límites de las teorías de la relatividad de Einstein, aún deben ser observados en el espacio, y los científicos no tienen evidencia concreta de que estos atajos galácticos podrían funcionar .
Una representación de artista de un agujero negro desgarrando una estrella. Crédito de la imagen: NASA
Entonces, aunque viajar en el tiempo al pasado puede ser el concepto más emocionante, es mucho más probable que los científicos arrojen a alguien al futuro desconocido en lugar del pasado trillado. Pero a pesar de las abrumadoras probabilidades — fiscales y científicas — Mallet cree que el futuro de una sociedad que viaja en el tiempo es posible.
"Lo que sucedió con ir a la luna ... queríamos ir allí, Kennedy lo solicitó, y hubo financiación adecuada, así que llegamos allí en una década", dice Mallet. "La tecnología no está lejos. Si el gobierno y los contribuyentes quisieran pagarlo, podríamos hacerlo en los próximos veinte años ".
Por ahora, quienes quieran viajar en el tiempo todavía tendrán que recurrir a la ciencia ficción para su solución de viaje en el tiempo, con algunas películas que son mucho más precisas que otras.
"Una buena película ... fue el original El planeta de los simios", dice Mallett. "Los astronautas pensaron que habían aterrizado en otro planeta gobernado por simios, pero lo que descubrieron ... fue que habían viajado tan rápido, que habían llegado al futuro de la Tierra. Esa película describe con precisión la teoría especial de la relatividad de Einstein. "
Oh ... spoilers copiones.
With a tiny help from Google
Es solo cuestión de tiempo antes de que construyamos una máquina que nos pueda llevar al futuro lejano.
Episodios visionarios de la serie Back to back de AMC: la historia de ciencia ficción de James Cameron esta noche a las 9 / 8c en AMC. El episodio final de esta serie de seis partes se centra en el viaje en el tiempo y cómo han sido retratados en la ciencia ficción. Pero en realidad, el viaje en el tiempo ya es posible.
Por Matt Blitz, para Popular Mechanics Mayo 28 de 2018
En septiembre de 2015, el cosmonauta Gennady Padalka regresó a la Tierra por última vez. Acababa de completar su sexta misión en el espacio y rompió el récord de tiempo acumulado más allá de la atmósfera terrestre— 879 días . Y debido a estos dos años y medio que pasaron orbitando el planeta a altas velocidades, Padalka también se convirtió en un viajero del tiempo, experimentando la teoría de la Relatividad general de Einstein en acción.
"Cuando el señor Padalka regresó de sus aventuras, descubrió que la Tierra estaba a 1/44 de segundo del futuro de donde esperaba", explica J. Richard Gott, físico de Princeton y autor del libro de 2001. Viaje en el Universo de Einstein , "Él viajó literalmente ... hacia el futuro".
Si bien es una fracción de un segundo más joven que si se hubiera quedado en la Tierra no es algo que doblegue la mente, no obstante le dio a Padalka la distinción de "registro actual del viajero en el tiempo", según Gott.
Aunque no es exactamente un DeLorean cargado de plutonio, viajar en el tiempo es todo menos ficción. Astrofísicos reales como Gott están bastante seguros de que saben cómo construir una máquina del tiempo, y la velocidad intensa—mucho, mucho más rápida que la excursión orbital de Padalka— es el ingrediente clave.
Un curso acelerado de los viajes en el tiempo
Crédito de la imagen: GETTY IMAGESBETTMANN
Hasta el siglo XX, se creía que el tiempo era completamente inmutable y que el viaje en el tiempo era una imposibilidad científica. En la década de 1680, el tiempo de pensamiento de Sir Isaac Newton progresó a un ritmo constante en todo el universo, independientemente de las fuerzas externas o la ubicación. Y durante dos siglos, el mundo científico se suscribió a la teoría de Newton.
Hasta que apareció Albert Einstein, de 26 años.
En 1905, Einstein reveló sus ideas sobre la relatividad especial, utilizando este marco para su teoría de la relatividad general una década más tarde. Los cálculos definitorios del universo de Einstein introdujeron, bueno, muchas cosas, pero también algunos conceptos relacionados con el tiempo. El hecho más importante es que el tiempo es elástico y depende de la velocidad, la desaceleración o la aceleración, dependiendo de qué tan rápido se mueva un objeto o una persona.
En 1971, cuatro relojes atómicos de haz de cesio volaron alrededor del mundo y luego se compararon con los relojes terrestres. La minúscula diferencia de tiempo resultante demostró que Einstein estaba en algo. También hay otra tecnología, metida dentro de su teléfono inteligente, que también valida la teoría de Einstein .
"SIN LA TEORÍA GENERAL DE LA RELATIVIDAD DR EINSTEIN, NUESTRO SISTEMA GPS --The Global Positioning System-- NO FUNCIONARÍA".
"Sin la teoría general de la relatividad de Einstein, nuestro sistema de GPS no estaría funcionando", dice Ron Mallet, astrofísico y autor del libro Time Traveler: la misión personal de un científico para hacer que el viaje en el tiempo sea una realidad . "Eso también es una prueba de que las (teorías de Einstein) son correctas".
Pero aparte de esta versión mutable del tiempo, Einstein también calculó la velocidad de la luz. A 3.000.000 de metros (o 186.282 millas) por segundo, Einstein describe la figura como el "límite de velocidad máximo" y una constante universal, sin importar si uno está sentado en un banco o viajando en un cohete.
Las últimas ideas de Einstein sugieren que la gravedad también ralentiza el tiempo, lo que significa que el tiempo corre más rápido donde la gravedad es más débil como el vasto vacío entre los cuerpos celestes masivos como el Sol, Júpiter y la Tierra.
Avanzando un siglo después, y todas estas teorías, altamente resumidas, por supuesto, ahora forman los componentes básicos de la astrofísica, y enterradas entre todas estas matemáticas de nivel experto, Einstein también probó que el viaje en el tiempo era posible.
La máquina del tiempo subatómica
Crédito de la imagen: GETTY IMAGES JAMES BRITTAIN
De hecho, no solo es posible viajar en el tiempo, sino que ya sucedió, simplemente no se parece a la típica película de ciencia ficción .
Volviendo a nuestro cosmonauta Padalka que viaja en el tiempo, su salto de 1/44-segundo hacia el futuro es tan minúsculo porque solo estaba viajando a 17,000 millas por hora. Eso no es muy rápido, al menos en comparación con la velocidad de la luz. Pero, ¿qué pasaría si creáramos algo que pudiera ir mucho más rápido que la órbita geoestacionaria? No estamos hablando de un avión comercial (de 550 a 600 millas por hora) o un cohete del siglo 21 a la ISS (25,000 millas por hora), sino algo que podría acercarse a 186,282 millas por segundo.
"En un nivel subatómico, ya está hecho", dice Mallett. "Un ejemplo es ... el Gran Colisionador de Hadrones . Rutinariamente envía partículas subatómicas al futuro ".
El acelerador de partículas tiene la capacidad de impulsar protones a 99.999999 por ciento de la velocidad de la luz, una velocidad a la que su tiempo relativo se mueve aproximadamente 6.900 veces más lento en comparación con sus observadores humanos estacionarios.
"EL GRAN COLISIONADOR DE HADRONES ... ENVIA RUTINARIAMENTE PARTÍCULAS SUBATÓMICAS AL FUTURO".
Entonces, sí, hemos estado enviando átomos al futuro y lo hemos estado haciendo durante la última década, pero los humanos son otra cosa.
Gott dice que dado que propulsamos las partículas casi a la velocidad de la luz de forma regular, conceptualmente, es bastante simple para los humanos viajar en el tiempo hacia el futuro. "Si quieres visitar la Tierra en el año 3000", dice Gott, "todo lo que tienes que hacer es subirte a una nave espacial y obtener un 99.995 por ciento de la velocidad de la luz".
Digamos que un humano es puesto en una nave así y enviado a un planeta que está a menos de 500 años luz de distancia (por ejemplo, Kepler 186f), lo que significa que si viajara al 99.995 por ciento de la velocidad de la luz, se vería afectado. 500 años para llegar allí ya que están a casi la velocidad de la luz.
Sólo un rápido viaje de 550 años luz a Kepler-186f. Crédito de la imagen: NASA AMES
Después de un refrigerio rápido y un descanso en el baño, luego daban media vuelta y regresaban a la Tierra, lo que demoraría otros 500 años. Entonces, en total, les llevaría unos mil años llegar seguros a casa. Y, en la Tierra, sería el año 3018.
Sin embargo, dado que se movían tan rápido, la dilatación del tiempo resultante no les parecería mil años, ya que su reloj interno se ha ralentizado. "(Su) reloj estará funcionando a 1/100 de la frecuencia de los relojes en la Tierra. (Ellos) solo envejecerán unos 10 años ", dice Gott. Mientras que un milenio pasaría por nosotros, para ellos sería una década.
"Si nosotros (en la Tierra) estuviéramos mirando por la ventana, comerían el desayuno a la perfección", dijo Gott, "pero para (ellos), todo sería normal".
Pero hay un gran abismo entre lo que es teórico y lo que es real. Entonces, ¿cómo superamos los inmensos desafíos tecnológicos de construir una máquina del tiempo?
El futuro no tan distante del viaje en el tiempo humano
La sonda solar Parker alcanzará velocidades de 430,000 mph, pero no muy lejos de la velocidad de la luz.
Construir una nave espacial que viaja en el tiempo puede ser el mejor lugar para comenzar, pero los obstáculos de ingeniería, al menos por ahora, son enormes. Por un lado, ni siquiera estamos cerca de tener una nave espacial que pueda viajar a la velocidad de la luz. La nave espacial más rápida que se haya creado será pronto la Parker Solar Probe , que se lanzará este verano y viajará solo a un 0.00067 por ciento de la velocidad de la luz .
También existe la enorme cantidad de energía que se necesitaría para impulsar un barco que vaya tan rápido. Gott sugiere que el combustible antimateria altamente eficiente podría ser la clave y otras agencias y científicos del mundo también piensan que ese combustible podría ser una pieza potencialmente invaluable para los viajes interestelares .
Pero garantizar la seguridad de la carga humana en una misión tan futurista también sería complicado. En primer lugar, el barco necesitaría llevar suficientes suministros, como alimentos, agua y medicamentos, y ser autosuficiente durante todo el viaje.
Luego está toda la aceleración. Para asegurarnos de que nuestro viajero hipotético no sea aniquilado por fuerzas G abrumadoras, la nave debería acelerar de forma gradual y constante. Mientras que la aceleración constante de 1 g (como la que sentimos en la Tierra) durante un largo período de tiempo eventualmente haría que la nave se acercara a la velocidad de la luz, aumentaría la duración del viaje y minimizaría la distancia que podría recorrer en el futuro.
Utilizando nuestro ejemplo de planeta de 500 años luz, Gott predice que la aceleración constante de 1g hasta la velocidad de cerca de la luz aumentaría el envejecimiento del viajero en el tiempo a 24 años, "pero todavía podrías visitar la Tierra en el año 3000". dice Gott.
Crear un vehículo con estas especificaciones requeriría mucho tiempo, recursos y dinero. Pero lo mismo puede decirse de otros experimentos masivamente ambiciosos, como detectar ondas gravitatorias y construir el Gran Colisionador de Hade r. Una máquina del tiempo podría ser el próximo megaproyecto científico del mundo.
El problema de ir en reversa
Pero hay una gran advertencia en este retrato teórico del viaje en el tiempo real: esta máquina no va a la inversa. Mientras Bill y Ted viajan al pasado para recoger a Sócrates con relativa facilidad, en realidad los científicos e investigadores necesitan encontrar una forma de eludir las reglas de la física para viajar en el tiempo.
Se han sugerido agujeros de gusano, agujeros negros, cuerdas cósmicas y haces de luz circulantes como posibles soluciones para viajar en el tiempo al pasado. El principal desafío al que se enfrentan los astrofísicos es averiguar cómo superar un rayo de luz a un punto en el espacio-tiempo y viceversa.
"LA TECNOLOGÍA NO ESTÁ LEJOS ... PODRÍAMOS HACERLO EN LOS PRÓXIMOS VEINTE AÑOS".
Dado que la velocidad de la luz es el máximo absoluto, los físicos se concentran en encontrar fenómenos como agujeros de gusano, que podrían proporcionar accesos directos en forma de túnel que saltan a través del espacio-tiempo curvo y, en teoría, vencer un rayo de luz a un punto particular del espacio-tiempo.
Si bien los agujeros de gusano funcionan dentro de los límites de las teorías de la relatividad de Einstein, aún deben ser observados en el espacio, y los científicos no tienen evidencia concreta de que estos atajos galácticos podrían funcionar .
Una representación de artista de un agujero negro desgarrando una estrella. Crédito de la imagen: NASA
Entonces, aunque viajar en el tiempo al pasado puede ser el concepto más emocionante, es mucho más probable que los científicos arrojen a alguien al futuro desconocido en lugar del pasado trillado. Pero a pesar de las abrumadoras probabilidades — fiscales y científicas — Mallet cree que el futuro de una sociedad que viaja en el tiempo es posible.
"Lo que sucedió con ir a la luna ... queríamos ir allí, Kennedy lo solicitó, y hubo financiación adecuada, así que llegamos allí en una década", dice Mallet. "La tecnología no está lejos. Si el gobierno y los contribuyentes quisieran pagarlo, podríamos hacerlo en los próximos veinte años ".
Por ahora, quienes quieran viajar en el tiempo todavía tendrán que recurrir a la ciencia ficción para su solución de viaje en el tiempo, con algunas películas que son mucho más precisas que otras.
"Una buena película ... fue el original El planeta de los simios", dice Mallett. "Los astronautas pensaron que habían aterrizado en otro planeta gobernado por simios, pero lo que descubrieron ... fue que habían viajado tan rápido, que habían llegado al futuro de la Tierra. Esa película describe con precisión la teoría especial de la relatividad de Einstein. "
Oh ... spoilers copiones.
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