¿Es imposible viajar a través del tiempo?, ¿hay alguna ley física que lo prohiba?
No. De hecho es lo más normal del mundo, viajamos a través del tiempo a razón de un segundo por segundo, pero ¿podremos dominar el tiempo en lugar de que el tiempo nos domine al nosotros?
Una y otra vez vemos que el estudio de lo imposible ha abierto perspectivas completamente nuevas y ha desplazado las fronteras de la física y la química, obligando a los científicos a redefinir lo que entendían por “imposible”.
Por citar un ejemplo: En las décadas de 1920 y 1930, Robert Goddard (el fundador de los cohetes modernos) fue blanco de duras críticas por parte de quienes pensaban que los cohetes nunca podrían llegar al espacio exterior. Llamaron a su idea la «locura de Goddard». En 1921 los editores de The New York Times arremetieron contra el trabajo del doctor Goddard: «El profesor Goddard no conoce la relación entre acción y reacción ni la necesidad de tener algo mejor que un vacío contra el que reaccionar. Parece carecer de los conocimientos básicos que se transmiten cada día en los institutos de enseñanza media». Los cohetes eran imposibles, clamaban los editores, porque en el espacio exterior no había aire en el que apoyarse.
Así también, hace unos años, hablar sobre viajes en el tiempo era considerado como una herejía, por lo que muchos científicos preferían evitar tocar el tema. Aunque, hoy día, esa tendencia parece haber cambiado. Hemos logrado notables avances en el entendimiento de cómo funciona el universo y esto permite desarrollar ideas que antes eran inimaginables inclusive.
El espacio-tiempo
Para analizar si es posible o imposible viajar en el tiempo, primero debemos comprender qué es el tiempo.
Leyes relativistas nos dicen que el tiempo es “personal”. Si usted y yo nos moviéramos de manera diferente (o nos encontráramos en diferentes ubicaciones en un campo gravitacional), entonces la tasa de flujo del tiempo que se experimenta es diferente de la tasa de flujo del tiempo que yo experimento.
En la teoría de la relatividad general (una teoría que es más poderosa que la teoría de la relatividad especial) el espaciotiempo se convierte en un "tejido", y este tejido puede estirarse más rápido que la luz (esta acción no viola la relatividad especial, puesto que expandir el espacio no lleva ninguna información). También permite «agujeros de gusano» en los que se puedan tomar atajos a través del espacio y el tiempo.
I. Agujeros de gusano (portales espacio-tiempo)
El concepto de agujeros de gusano en física data de 1916, un año después de que Einstein publicara su teoría de la relatividad general. Si uno pudiera caer recto a través del agujero negro, habría otro universo en el otro lado. Esto se denomina puente de Einstein-Rosen, introducido por primera vez por Einstein en 1935; ahora llamado agujero de gusano. Un agujero negro sería un puente de Einstein-Rosen no practicable.
Kip Thorne y sus colegas en Caltech encontraron un ejemplo de un agujero de gusano practicable, es decir, uno a través del cual se podía pasar libremente de un lado a otro. Aunque la gravedad estrangularía la garganta del agujero de gusano y destruiría a los astronautas que trataran de llegar al otro lado. Esta es una razón por la que no es posible viajar más rápido que la luz a través de un agujero de gusano.
¿Realmente existen agujeros de gusano, o son solo un objeto matemático?
De momento no se ha podido detectar la existencia de un agujero de gusano. No sabemos qué estabilidad tendrían éstos. La radiación generada por estos agujeros de gusano podría matar a cualquiera que entrara en ellos. O quizá los agujeros de gusano no serían estables en absoluto, y se cerraran en cuanto alguien entrara en ellos.
El experimento de Stephen Hawking
El profesor Hawking ideó un experimento sencillo e ingenioso para probar si el viaje al pasado era posible. Llevó a cabo una recepción para los viajeros en el tiempo, pero sin dar a conocer hasta después de terminada la fiesta. De esta manera, sólo aquellos que podían viajar en el tiempo serían capaces de asistir.
“Me gustan los experimentos sencillos y el champagne. Así que combiné dos de mis cosas favoritas en una fiesta de bienvenida para los viajeros del futuro”.
Esta es la invitación en coordenadas exactas de espacio y tiempo.
“Espero que estas copias sobrevivan de alguna forma durante miles de años. Tal vez, algún día un habitante del futuro encuentre esta información y use una máquina del tiempo para venir a mi fiesta y probar que los viajes en el tiempo algún día serán posibles”.
Pero Hawking no recibió la visita de ningún viajero del tiempo.
“What a shame! Esperaba que la Miss Universo del futuro entrara por esa puerta”, se lamentó Stephen.
¿Porqué no funcionó el experimento?
Según su argumento, el retorno de la luz será tan fuerte que destruirá el agujero de gusano (así como el retorno impide la comunicación cuando una persona llama a un canal de radio y sale al aire). Entonces, aunque existan pequeños agujeros de gusano, y de alguna forma pudiésemos agrandarlos, no durarían lo suficiente como para poder usarlos como máquinas del tiempo. Hawking piensa, que ese es el motivo por el que nadie del futuro asistió a la fiesta.
“De hecho creo que cualquier tipo de viaje al pasado a través de un agujero de gusano o cualquier otro método es prácticamente imposible. De ser así ocurrirían las paradojas (como la paradoja del abuelo de o la del científico loco). Así que lamentablemente parece que los viajes al pasado nunca se concretarán.”
Esto ha sido puesto en duda, sugiriendo que la radiación se dispersaría después de viajar a través del agujero de gusano, impidiendo así su acumulación infinita (se impediría el retorno de luz/radiación), además se sugiere que pueden haber varias líneas temporales (o universos paralelos) de manera quese evitan las paradojas. Kip Thorne mantiene el debate al respecto en su libro Black Holes and Time Warps.
Hawking entonces postuló la conjetura de protección de la cronología (con las matemáticas actuales, no se puede demostrar la hipótesis). Pero no descarta la posibilidad de viajar al futuro; de hecho, él y muchos otros científicos creen que es posible.
II. Curva temporal cerrada (CTC)
Muchos científicos, como Ron Mallett dela Universidad de Conneticut, creen que pueden conseguir que una máquina de curva temporal cerrada CTC funcione. La idea central de esta máquina es curvar el espaciotiempo en forma de lazo, posibilitando el viaje en el tiempo.
En la década del 70, Frank Tipler propuso matemáticamente que si hubiera un cilindro en rotación de longitud enorme (Tipler propuso que sea de 100km de largo y 10 km de ancho) en el espacio, girando miles de veces por segundo a casi la velocidad de la luz se podría crear una CTC, esto significa que la rotación a grandes velocidades de este cilindro enorme causaría que el espacio se doblara, y por lo tanto también el tiempo en un bucle.
Pero incluso si esta máquina llegara a funcionar, presenta aún muchos problemas, y sólo puedes regresar al momento en que la máquina fue construida; por lo tanto esta máquina difiere un poco de lo que esperamos de una máquina del tiempo.
III. La velocidad de la luz
A medida que te acercas a la velocidad de la luz, el tiempo comienza a ralentizarse e incluso puede que se detenga. Te haces más y más plano, y te vuelves más pesado, hasta que tu masa se vuelve infinita a la velocidad de la luz. Esta última es, precisamente la dificultad para conseguir que un astronauta viajara a velocidades cercanas a la de la luz, ya que se necesitaría mucha energía para mover objetos muy masivos, pero hoy día los científicos aceleran partículas de masa en reposo muy pequeña a velocidades muy cercanas a la velocidad de la luz.
Según la ecuación (relación masa energía) E = mc^2, a medida que nos movemos más rápidamente nos hacemos más pesados. Nuestra masa aumenta si aumenta nuestra energía a causa del aumento de la velocidad con la que nos movemos, ya que c (la velocidad de la luz) es siempre constante.
En la teoría de Newton, un segundo en la Tierra era idéntico a un segundo en Venus o en Marte. Asimismo, varas de medir colocadas en la Tierra tenían la misma longitud que varas de medir colocadas en Plutón. Pero según Einstein, si uno estuviese en una nave a gran velocidad, el paso del tiempo dentro del cohete tendría que frenarse con respecto a alguien en la Tierra. El tiempo late a ritmos diferentes, dependiendo de con qué rapidez se esté uno moviendo. Además, el espacio dentro del cohete se comprimiría, de modo que las varas de medir podrían cambiar de longitud, dependiendo de la velocidad. De hecho, si el se estuviera viajando a la velocidad de la luz, el tiempo se detendría aparentemente dentro del cohete, este se comprimiría hasta casi desaparecer y la masa del cohete se haría infinita, puesto que un objeto se hace más pesado cuanto más rápido se mueve.
Viajes al futuro
Viajar al futuro viajando a velocidades muy altas parece ser una idea prefectamente materializable. De hecho, ya se comprobó experimentalmente la teoría de dilatación del tiempo.
En 1971 dos físicos británicos con el apoyo de la marina norteamericana idearon un experimento para comprobar si el espacio y tiempo se contraían como afirmaba Einstein. Tomaron dos relojes atómicos muy precisos, un reloj se mantuvo inmóvil en el observatorio y el otro se colocó en un avión. El avión voló alrededor del mundo a casi la velocidad del sonido. Cuando llegó de vuelta, vieron que el reloj atómico del avión había perdido tiempo, se había ralentizado. La diferencia se trataba de 50mil millonésimas de segundo, como habría predicho Einstein.
Pero lo sorprendente es que si un humano es enviado a un viaje espacial a velocidades supersónicas, su corazón latirá más despacio y todos los procesos del cuerpo sucederán más despacio, envejecerá más despacio respecto a los de la Tierra. Por lo tanto el carácter personal de tiempo permite a una persona para viajar hacia adelante en el tiempo mucho más rápido que otra (viajar al futuro), un fenómeno plasmado en la llamada paradoja de los gemelos.
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Referencias:
Kaku, Michio. Física de lo imposible
Is time travel allowed? By Kip S. Thorne (plus.maths.org)
Brian May, relatividad y dilatación del tiempo