Física - ¿Qué es el tiempo?

Crédito: Alex Teuscher, Getty.

¿Qué es el tiempo? Es una pregunta que ha mantenido ocupadas a algunas de las más grandes mentes, desde los antiguos filósofos a los científicos de la época de la Ilustración y más allá.

Aún después de miles de años de contemplación y progreso científico, no existe un consenso acerca de su naturaleza. “Podemos reconocer el tiempo, pero no lo comprendemos”, dice el filósofo Julian Barbour. 

“Es sorprendente que haya un acuerdo tan pequeño sobre lo que es el tiempo o incluso cómo investigar una solución”.

Esto puede deberse a que una comprensión profunda del tiempo ha demostrado ser casi superflua para nuestro progreso. En física, por ejemplo, las leyes del movimiento de Newton, la relatividad general de Einstein y la teoría cuántica no requieren que conozcamos la naturaleza del tiempo con el fin de hacerlas funcionar. Incluso los fabricantes de relojes no necesitan comprender el tiempo.

Los relojes, sin embargo, nos dan una pista acerca de dónde concentrar nuestros esfuerzos, dado que un reloj necesita algún tipo de parte móvil para medir el paso del tiempo. Esto puede ser el tic-tac de un mecanismo de escape, la oscilación de un cristal de cuarzo o la eyección de una partícula de un átomo radiactivo; de una manera u otra, debe existir movimiento.

Cuando algo se mueve, cambia. Así que los relojes nos dicen qué momento está ligado de alguna manera al cambio. Desde este punto, hay dos caminos que nos llevan a dos visiones del tiempo completamente opuestas.

El primer camino concluye que el tiempo es una propiedad real y fundamental del Universo. Como el espacio o la masa, el tiempo existe en sí mismo. Proporciona el marco en que los eventos tienen lugar. 

Este fue el punto de vista tomado por Isaac Newton, quien notó que para cuantificar el movimiento tienes que tratar el tiempo como si fuese tan sólido como los muros de una casa. Sólo entonces puedes medir con confianza cuánto y cuán rápido se mueve un objeto.

Einstein dejó de lado la idea de la rigidez mostrando que el tiempo transcurre a velocidades diferentes dependiendo del movimiento de un observador y de la fuerza de gravedad que ‘tira’ de él. Su teoría abandona la noción de que el espacio y el tiempo existen en sí mismos e incluso dijo que “el tiempo es nada más que una ilusión obstinadamente persistente”. Sin embargo, el espacio-tiempo aún puede proporcionarnos un útil marco de referencia para medir el cosmos, o como el físico Brian Greene escribe en su libro “The Fabric of the Cosmos” (“La estructura del Cosmos”, en español): “el espacio-tiempo es una cosa”.

El segundo camino conduce a la idea de que el cambio es la propiedad fundamental del Universo y que el tiempo surge de nuestros intentos mentales de organizar el cambiante mundo que nos rodea. Gottfried Leibniz, el gran rival de Newton, favoreció este tipo de interpretación, la que sugiere que el tiempo no es real, sino creado dentro de nuestras mentes. Así que nos vemos enfrentados a una interrogante: ¿es real el tiempo?

Los físicos y filósofos aún continúan debatiendo sobre el tema, en particular porque la mecánica cuántica enturbia aún más el problema. Se cree que una de las razones principales, es que las respuestas podrían llevarnos hacia una “teoría del todo” que explicaría todas las partículas y fuerzas de la naturaleza.

Existe otra pregunta que también es muy importante. Si el tiempo es real, ¿de dónde viene? Hasta hace poco tiempo atrás, la mayoría de los físicos asumían que fue creado en el Big Bang cuando nacieron la materia, la energía y el espacio. Por tanto, cualquier idea de que el tiempo existió antes del Big Bang fue considerada irrelevante. Ahora, sin embargo, no están tan seguros. “No podemos afirmar que el Universo y el tiempo comenzaron en el Big Bang, o que hubo algún tipo de prehistoria”, dice Sean Carroll del Instituto Tecnológico de California en Pasadena. “Ambas opciones son posibles, y personalmente estoy a favor de la idea de que el Universo siempre ha existido”.

Las teorías de cuerdas son las que han conducido a esta reevaluación. En estas extensiones hipotéticas de la física estándar, la realidad está compuesta de más dimensiones que las cuatro que son familiares para nosotros. Aunque no podemos percibir directamente estas dimensiones adicionales, proporcionan lugares para que existan universos alternativos. Estos universos habrían surgido unos de otros en una secuencia perpetua de Big Bangs, lo que significaría que nuestro universo nació de otro y, por tanto, que el tiempo existió antes de ‘nuestro’ Big Bang. Los universos anteriores pueden incluso haber dejado indicios de sí mismos dentro del nuestro.

En 2008, Carroll y sus colegas sugirieron que unos rasgos singulares en la radiación producida por el Big Bang pueden ser las huellas de universos anteriores. En 2010, Roger Penrose de la Universidad de Oxford y Vahe Gurzadyan de la Universidad Estatal de Ereván en Armenia fueron mucho más lejos y sostuvieron que los patrones circulares en este fondo cósmico de microondas (CMB) eran evidencia de una secuencia de universos anteriores y Big Bangs. Tendremos la oportunidad de probar estas ideas cuando el satélite Planck de la Agencia Espacial Europea publique su mapa del CMB en unos pocos años más.

Por el momento, simplemente no hay manera de escapar de la dificultad de estas preguntas, y tampoco podemos imaginar la profundidad de sus respuestas. Ahora, más que nunca, debemos enfrentar nuestra ignorancia acerca del tiempo.

Fuente: Cosmo Noticias - New Scientist