Viaje a través del tiempo
El viaje a través del tiempo es un concepto de desplazamiento hacia delante o atrás en diferentes puntos del tiempo, similar a como se hace un desplazamiento en el espacio. Además, algunas interpretaciones de viaje en el tiempo sugieren la posibilidad de viajes entre realidades o universos paralelos.
Este artículo analiza la posibilidad teórica y técnica de viajes en el tiempo, y la posibilidad de que existan paradojas asociadas a dicho viaje a través del tiempo (por ejemplo evitar el nacimiento de nuestros propios antepasados). De acuerdo a algunos argumentos, el viaje en el tiempo en la experiencia cotidiana se experimenta a 1 segundo por segundo hacia el futuro.
Representación tridimensional del futuro causal y el pasado causal de un evento. El evento en cuestión es el vértice central del punto de vista de la luz (azul) donde se unen el cono superior y el inferior. Todos los puntos dentro del cono superior son su futuro causal, todos los puntos en el cono inferior son su pasado, el eje vertical (rojo) representa el avance del tiempo y las dos flechas horizontales dos direcciones espaciales.
Los viajes a través del tiempo en la física
De acuerdo con la descripción convencional de la teoría de la relatividad las partículas materiales al moverse a través del espacio-tiempo se mueven hacia adelante en el tiempo (hacia el futuro) y hacia un lado u otro del espacio. El hecho de que la energía total y la masa sean positivas está relacionado con el hecho de que las partículas se muevan hacia el futuro.
Un aspecto comprobado de la teoría de la relatividad es que viajar a velocidades cercanas a la velocidad de la luz ocasiona una dilatación del tiempo, por la cual el tiempo de un individuo que viaja a esa velocidad corre más lentamente. Desde la perspectiva del viajero, el tiempo "externo" parece fluir más rápidamente, causando la impresión de que el individuo hizo un viaje a través del tiempo. Sin embargo, este fenómeno en sí mismo, no es lo que suele denominarse como viaje a través del tiempo.
El concepto de viaje en el tiempo ha sido frecuentemente utilizado para examinar las consecuencias de teorías físicas como la relatividad especial, la relatividad general y la teoría cuántica de campos, aunque no existe evidencia experimental del viaje en el tiempo y existen razones teóricas importantes para considerar posible la existencia de cierto tipo de viaje a través del tiempo. En cualquier caso, las teorías actuales de la física no permiten ninguna posibilidad de viajar en el tiempo.
La posibilidad de las paradojas temporales
El principio de autoconsistencia de Novikov y cálculos recientes de Kip Thorne indican que simples masas pasando en el tiempo a través de agujeros de gusano no podrían generar paradojas, ya que no existen condiciones iniciales que induzcan una paradoja una vez que es introducido el viaje en el tiempo. Si sus resultados pueden ser generalizados sugerirían, curiosamente, que ninguna de las paradojas formuladas en las historias de viaje temporal puedan ser realmente formuladas en un nivel físico: es decir, que cualquier situación que se provoque en una historia de viaje temporal puede permitir muchas soluciones coherentes. Las circunstancias podrían sin embargo, tornarse casi increíblemente extrañas.
Los universos paralelos son una posibilidad teórica que evitaría la mayor parte de las paradojas relacionadas con viajes a través del tiempo. La interpretación de mundos múltiples de H. Everett sugiere que todos los eventos cuánticos posibles pueden ocurrir simultáneamente en historias exclusivas. Estas historias alternas o paralelas, formarían un árbol ramificado que simbolizaría todos los posibles resultados de cualquier interacción.
Debido a que todas las posibilidades existen, cualquier paradoja puede ser explicada al ocurrir los eventos paradójicos en un universo diferente. Este concepto es frecuentemente utilizado en la ciencia ficción. Sin embargo, en la actualidad, los físicos creen que dicha interacción o interferencia entre estas historias alternativas no es posible
Métodos propuestos para su realización
Utilización de los agujeros de gusano
Representación 2D de un agujero de gusano.
Una máquina de viaje temporal propuesta que utilice un agujero de gusano funcionaría (hipotéticamente) de la siguiente manera: se crea de alguna manera un agujero de gusano. Un extremo del túnel es acelerado a una velocidad cercana a la de la luz, quizás con una nave espacial avanzada, y entonces se regresa de vuelta al punto de origen. Debido a la dilatación temporal (debida a la velocidad), el extremo acelerado del túnel ha envejecido menos que el extremo estacionario (desde el punto de vista de un observador externo).
Sin embargo, el tiempo se ve diferente a través del túnel que fuera de él: dos relojes sincronizados puestos en cada extremo del túnel se mantendrán siempre sincronizados (desde el punto de vista de un observador dentro del túnel), sin importar la diferencia de velocidad.
Esto significa que un observador que entrara al extremo acelerado, saldría por el extremo estacionario cuando el extremo estacionario tenía la misma edad que el extremo acelerado en el momento antes de entrar. Por ejemplo, si antes de entrar al agujero de gusano el observador notó que el reloj en el extremo acelerado mostraba 2006 mientras que el reloj en el extremo estacionario ya decía 2007, entonces el observador podría salir por el extremo estacionario cuando el reloj estacionario todavía decía 2006.
Una limitación significativa de tal máquina es que sólo es posible viajar hacia el pasado en el punto inicial cuando fue creada la máquina; en esencia, se considera más como un pasaje a través del tiempo que un dispositivo que se mueve a través del tiempo: no permite que la propia tecnología en sí misma viaje a través del tiempo.
Esto puede permitir una explicación alternativa a la paradoja de Hawking: algún día se podrá construir una de estas máquinas al pasado, pero todavía no han sido construidas, por lo que los turistas temporales nunca podrán llegar a nuestro presente.
Crear un agujero de gusano de un tamaño apropiado para una nave macroscópica, mantenerlo estable y mover uno de sus extremos con la nave requeriría un nivel significativo de energía en un orden mucho mayor que la cantidad de energía que un sol como el nuestro puede generar en todo su periodo de vida. La creación de un agujero de gusano también requeriría la existencia de una sustancia llamada “materia exótica”, que —aún cuando no es imposible— no se sabe si existe en formas útiles para la generación de un agujero de gusano.
Por lo tanto es inverosímil que tal dispositivo sea construido, incluso con tecnología altamente avanzada. Por otra parte, agujeros de gusano microscópicos aún pueden ser útiles para enviar información de regreso al pasado a través del tiempo.
En 1993, Matt Visser argumentó que los dos extremos de un túnel de gusano con tal diferencia temporal inducida no podrían ser reunidos sin generar un campo cuántico y unos efectos gravitacionales que provocarían que el túnel colapsara o que los dos extremos se repelieran.
Debido a esto, los dos extremos no podrían acercarse lo suficiente porque tendría lugar una violación de la causalidad. Sin embargo, en un paper de 1997, Visser conjeturó que la compleja configuración de un “anillo Roman” (así nombrado en honor a Tom Roman) de un número N de agujeros de gusano alineados en un polígono simétrico podría actuar como una máquina del tiempo, aunque concluye que esto no sería tanto un defecto en la teoría clásica de la gravedad cuántica, sino más bien la prueba de que es posible violar la causalidad.
Utilización de cilindros rotatorios gigantescos
Otra teoría, desarrollada por el físico Frank J. Tipler, implica un cilindro rotatorio. Si un cilindro es lo suficientemente largo y denso, y gira lo suficientemente rápido en relación a su eje longitudinal, entonces una nave que volara alrededor del cilindro en una trayectoria espiral podría viajar atrás en el tiempo (o hacia adelante, dependiendo del sentido del movimiento de la nave). Sin embargo, la longitud, la densidad y la velocidad requerida son tan grandes que la materia ordinaria no es suficientemente fuerte para construirla.
Utilización vórtices de luz coherente (láser)
Ronald Mallett ha planteado crear vórtices láser envolventes e incluyentes de los objetos a cronotransportar, su idea se basa en la Teoría General de la Relatividad, más exactamente en el postulado por el cual la energía (en este caso la luz) no solo es curvada por la gravedad sino que puede tener efectos másicos que curvan al tejido espacio-temporal, haciendo arrastres de marco y curvas cerradas de tipo tiempo.
Utilización de una cuerda cósmica
Se puede construir un dispositivo similar a partir de una cuerda cósmica, que es un tipo de materia exótica especial, cuya existencia es postulada hipotéticamente en diversas teorías físicas especulativas. Las energías involucradas para interactuar con ellas serían probablemente prohibitivamente altas y seguramente constituirían una posibilidad tecnológicamente inviable.
El dispositivo mediante cuerdas cósmicas propuesto por Richard Gott se basa en la solución de las ecuaciones de la relatividad general para ese tipo de materia exóticas. De acuerdo con el esquema de Gott serían necesarias dos cuerdas cósmicas moviéndose en direcciones opuestas. Al seguir una trayectoria cerrada que rodee las cuerdas se logra el viaje en el tiempo. Una característica notable de esta solución es que el viaje en el tiempo es sólo posible para los observadores dentro de una cierta región del espacio-tiempo. Una vez las cuerdas se han alejado lo suficiente el mecanismo ya no puede ser usado para realizar un viaje en el tiempo.
Utilización de un núcleo atómico pesado
El físico y escritor de ciencia ficción, Robert L. Forward sugirió que una aplicación ingenua de la relatividad general a la mecánica cuántica permitiría construir una máquina del tiempo. Un núcleo atómico pesado situado dentro de un fuerte campo magnético podría alargarse hasta formar un cilindro, cuya densidad y rotación serían suficientes para viajar en el tiempo. Los rayos gamma proyectados podrían permitir enviar información (aunque no materia) de regreso al pasado. Sin embargo, él precisó que hasta que no tengamos una sola teoría que combine la relatividad y la mecánica cuántica, no tendremos idea si tales especulaciones son absurdas.
Utilización del entrelazamiento cuántico
Los fenómenos de la mecánica cuántica tales como el teletransporte cuántico, la paradoja EPR (nombrada por las iniciales de Albert Einstein, Boris Podolsky y Nathan Rosen), o entrelazamiento cuántico puede parecer que genera un mecanismo que permite la comunicación FTL (faster than light: más rápida que la luz) o viaje temporal. De hecho algunas interpretaciones de la mecánica cuántica (tales como la interpretación de Bohm) presumen que las partículas intercambian información de manera instantánea para poder mantener la correlación entre ellas. Einstein se refería a este efecto como la “espeluznante [ spooky ] acción a distancia”.
Curiosamente, las reglas de la mecánica cuántica parecen impedir la transmisión de información útil por estos medios, y por lo tanto parece que no “permitiera” el viaje en el tiempo o la comunicación FTL. Este hecho es exagerado y mal interpretado por cierto tipo de libros y revistas de pretendida divulgación científica acerca de los experimentos de teleportación. En la actualidad, la manera en que trabaja la mecánica cuántica para mantener la causalidad es un área muy activa de investigación científica.
El viaje en el tiempo en la ficción
Los viajes en el tiempo de la ciencia ficción y otros medios se pueden agrupar generalmente en dos tipos (ya que basados en la variedad de métodos serían extremadamente numerosos), que a su vez son subdivididos. Este tipo de clasificación no se relaciona con los métodos para viajar a través del tiempo, sino con las diferentes reglas de la línea de tiempo.
1. La línea de tiempo es rígida y no se puede cambiar.
1.1 No se tiene el completo control del viaje en el tiempo. Un ejemplo de esto es el efecto Morphail. Este concepto del tiempo se podría denominar causalidad circular. Un ejemplo de causalidad circular se encuentra en el cuento de ciencia ficción By His Bootstraps de R. Heinlein.
1.2 Se aplica el principio de autocoherencia de Novikov. Este principio enuncia que si alguien viajara a través del tiempo, no podría actuar de ninguna manera que generara una paradoja.
1.3 Cualquier evento que parece haber cambiado la línea de tiempo sólo ha creado una nueva línea de tiempo (en un universo paralelo). Otros sugieren que el viajero en el tiempo estaría libre de paradojas porque ha pasado a otro universo.
2. La línea de tiempo es flexible y está sujeta al cambio.
2.1 La línea de tiempo es extremadamente resistente al cambio y se requiere un gran esfuerzo para cambiarla. Un ejemplo de esto se encuentra en la novela 22/11/63 de Stephen King.
2.2 La línea de tiempo se puede cambiar fácilmente.
Instantáneo y gradual
En la literatura existen dos tipos de viaje en el tiempo como métodos:
1. En La máquina del tiempo, H. G. Wells explica que nos estamos moviendo a través del tiempo a una velocidad constante. Entonces, en palabras de Wells, el viaje a través del tiempo se basaría en detener o aumentar la aceleración de alguien a través de la dimensión temporal, de tal forma que podríamos ver los efectos del tiempo sobre el mundo, como una cinta de video acelerada, o incluso dar vuelta de regreso y viajar en el otro sentido.
Este tipo de viaje en el tiempo gradual se ajusta mejor en la física cuántica, pero no es muy popular en la ciencia ficción moderna. Quizás el ejemplo más viejo de este ejemplo está en Alicia a través del espejo (1871) de Lewis Carroll: la Reina Blanca está viviendo en reversa, aunque su memoria funciona en ambas direcciones. Su tipo de viaje temporal es incontrolable: ella se mueve a través del tiempo a una velocidad constante de -1 y no lo puede cambiar. Esto podría hacer a Lewis Carroll el primer inventor del viaje en el tiempo.
En la primera parte de la novela de Arthur: The Once and Future King, The Sword in the Stone (1938), de T. H. White, se utiliza la misma idea: el mago Merlín vive en reversa, porque nació en el “extremo equivocado del tiempo” y tiene que vivir de adelante hacia atrás. Algunas personas lo llaman “tener la segunda visión”.
2. El tipo más común de viaje en el tiempo de la ciencia ficción es el movimiento instantáneo de un punto a otro, como cambiar de lugar la púa en un disco de vinilo en movimiento. No existe siquiera una explicación científica para esto; pero su popularidad se debe probablemente al hecho de que es más espectacular y hace que el viaje en el tiempo se vea más fácil.
Máquinas del tiempo
Entre las famosas máquinas del tiempo de la ficción se incluyen la TARDIS de la serie Doctor Who de la BBC, cuyo aspecto exterior asemejaba una cabina de la policía londinense de la década del cincuenta. En la saga de Back to the Future, los protagonistas utilizaban un automóvil DeLorean modificado, que viajaba a través del tiempo gracias al condensador de flujo. En Bill & Ted's Excellent Adventure se utiliza una cabina telefónica.
También en la serie de televisión Stargate SG-1 se utiliza un presunto dispositivo alienígena que genera agujeros de gusano que, bajo ciertas condiciones, también permite efectuar viajes en el tiempo (capítulos «1969» y «2010») y también otro dispositivo que crea una especie de burbuja que aísla una zona del transcurso del tiempo generando un bucle en el mismo (Una ventana a la esperanza).
Igualmente en muchas series de ciencia ficción espacial (Star Trek, Stargate SG-1, etc.) se muestran dispositivos en forma de naves espaciales capaces de realizar igualmente este tipo de viajes, aunque en todos los casos se muestran las complicaciones y paradojas que este tipo de viajes podrían ocasionar.
Imagen del Máquina del tiempo DeLorean, vehículo utilizado en la película Back to the future para viajar en el tiempo.