Viajes en el Tiempo (Segunda Parte)

Hola nuevamente gente interesada en la ciencia, ¿Cómo han estado? Espero que con muchas ganas de seguir leyendo a través de este blog la segunda parte de los Viajes en el Tiempo. En esta oportunidad desarrollaré un poco más el tema de cómo funciona el Tiempo y como este puede ayudar a dichos Viajes.

Hay que comenzar pensando ¿Porqué es tan diferente el pasado y futuro? ¿Por qué el tiempo va hacia adelante? Y ¿Esto está relacionado con el hecho de que el universo se está expandiendo? Todas estas preguntas serán resueltas de una manera muy didáctica y podremos ver cómo se aplicarían estas en posibles Viajes en el Tiempo.

Para resolver todo lo antes mencionado hay que preguntarse primeramente ¿Qué es lo que hace tan diferente el Pasado del Futuro? 

Para comenzar hay que decir que las leyes de la física no distinguen entre Pasado y Futuro, es decir que son invariables y no dependen del Tiempo; sin embargo en la vida cotidiana vemos una gran diferencia entre las direcciones hacia adelante o hacia atrás del Tiempo. Como un ejemplo de ello podríamos imaginar que filmamos un vaso de agua que cae de una mesa y se rompe en muchos pedazos. Luego podemos pasar la película hacia atrás y veremos cómo este vaso se vuelve a armar luego de haberse roto, entonces podemos decir que la película la estamos viendo en reversa, ya que nunca vemos ese comportamiento en la vida cotidiana. Si esto fuera así nadie compraría nunca más un artículo de estos porque se rearmarían solos.

El ejemplo arriba mencionado tiene la explicación de que no vemos vasos rotos saltando hacia atrás sobre la mesa es porque lo prohíbe la Segunda Ley de la Termodinámica. Esta nos habla que el Desorden o la Entropía aumentan siempre con el Tiempo, es decir el vaso está en un estado de orden elevado, pero uno roto en uno desordenado, por lo tanto podemos ir desde el vaso entero en el Pasado al vaso roto en el Futuro, pero no al revés. El incremento de este Desorden o Entropía con el tiempo es un ejemplo de lo que Stephen Hawking llama “Flecha del Tiempo”, es decir algo que da una dirección al Tiempo y distingue el Pasado del Futuro. Estas son 3 y las explicaré a continuación:

1. La Flecha del Tiempo Termodinámica: Esta se basa en la segunda Ley de la Termodinámica, la cual se apoya en el hecho de que hay muchos más estados desordenados que ordenados. Un ejemplo de ello sería una caja de piezas de rompecabezas, en donde solo existe una posición para cada pieza en la que van a formar una imagen, en contraste con el gran número de posiciones en las que estas piezas están desordenadas y no forman ninguna imagen. Con ello se quiere decir que esta Flecha apunta hacia el Futuro, es decir que a mayor tiempo transcurrido mayor es el Desorden o Entropía, como lo vemos a diario y por ello podemos recordar eventos pasados y no futuros, como lo explicaré en la siguiente Flecha del Tiempo.
2. La flecha del Tiempo Psicológica: En ella se puede observar que hay muchas opciones para un estado de memoria muy desordenado. Una vez que la memoria interacciona con lo que hay que registrar (un evento), pasando a un estado ordenado. Todo esto fue logrado a través de un intercambio de esta información por energía, ya sea que se disipa en forma de calor y aumenta la cantidad de desorden en el universo y se puede demostrar que el aumento de este desorden es mayor que el orden de la memoria. Entonces podemos decir que la dirección del Tiempo para recordar algo es la misma en la que aumenta el desorden. Esto quiere decir que la Flecha Psicológica está determinada por la Flecha Termodinámica, porque el desorden aumenta con el tiempo en la medida que medimos el tiempo en la dirección en la que aumenta el desorden; es decir que ambas Flechas apuntan en la misma dirección que aumenta el Desorden o Entropía.
3. La Flecha del Tiempo Cosmológica: Esta es la dirección del tiempo en la que el universo se está expandiendo y no contrayendo. Esto nos habla de un universo en un estado muy ordenado antes del Big Bang, en donde la curvatura del Espacio-Tiempo es infinita, es decir el Universo sería un espacio finito pero sin fronteras, como la superficie de la tierra, en donde si empezáramos en un punto y avanzáramos en línea recta en algún momento regresaríamos al mismo punto. Es por ello que el universo empezó en un estado ordenado y luego con el tiempo aumento su desorden como lo vemos demostrado en las dos Flechas del Tiempo anteriores por lo tanto se está expandiendo y no contrayendo como se especulaba antes.

Luego de haber explicado lo anterior hay que ponernos a pensar ¿Se invierte la Flecha del Tiempo cuando el Universo se contraiga? La respuesta es simplemente que no, ya que la condición de ausencia de frontera implicaba que el desorden seguiría aumentando durante la contracción del Universo (no ocurrirá hasta dentro de 10 mil millones de años), es decir que a medida que el Universo se vaya haciendo más pequeño hasta alcanzar su tamaño inicial en donde las Flechas del Tiempo Termodinámica y Psicológica no se invertirían.

Con lo antes mencionado hemos podido ver cómo es que el Universo funciona de la forma en la que lo conocemos, pero hay que recalcar ¿Cómo es que afecta esta diferencia entre Pasado y Futuro a los Viajes en el Tiempo? ¿Cómo esta Retrocausalidad afecta a los Viajes en el Tiempo?

Las diferencias entre las estructuras del Pasado y Futuro es explicado de alguna manera por la Retrocausalidad. La Retrocausalidad se refiere a cualquiera de los fenómenos o procesos hipotéticos capaces de invertir la causalidad, permitiendo que un efecto preceda a su causa, es decir la relación Causa-Efecto. Como ejemplos podríamos imaginar cómo una huella precede a la pisada, el eco a la voz, la detonación al disparo. Esta es fundamentalmente un experimento mental, dentro de la filosofía de la ciencia, basado en elementos de la ciencia física, que se orienta a las siguientes cuestiones: ¿Puede lo que ocurre en el futuro afectar al presente?, y ¿puede el presente afectar al pasado?, es decir que ella nos podría indicar el camino hacia los Viajes en el Tiempo, ya que nos permitiría dar una vuelta en “u”. Aunque algunas teorías se han propuesto como formas de Retrocausalidad, no existen observaciones científicas probadas al respecto, y a pesar de ello hay algunos físicos que la apoyan y propuesto con teorías que avalarían el Viaje del Tiempo de pequeñas partículas.

Ahora bien hay que explicar cómo afecta la Retrocausalidad y cómo puede ser posible en circunstancias determinadas.

Como se ha mencionado, la Retrocausalidad, al invertir la causalidad, puede sugerir una vuelta en el tiempo, es decir que la curva cerrada de tipo tiempo (aquella que nos permitiría el acceso al pasado) proviene de soluciones exactas a la ecuación de campo de Einstein. Aunque estas curvas no parecen existir en condiciones normales (aun no se ha aplicado a la realidad), circunstancias extraordinarias del Espacio-Tiempo, como los Agujeros de Gusano (mencionados en una edición anterior) podrían facilitar su formación, y como es obvio aún no han sido observados la creación de estas “carreteras del tiempo”.

La Retrocausalidad ha sido también propuesta como mecanismo explicativo de lo que Einstein llamó "acción fantasmagórica a distancia", la cual ocurriría como resultado del entrelazamiento cuántico. Aunque el punto de vista dominante es que los efectos de dicho entrelazamiento no requieren una comunicación directa entre las partículas involucradas, es por ello que se propuso una teoría alternativa. Se presentó un experimento para probar esta teoría y si bien el experimento no ha sido llevado a cabo desde su formulación en 2006 no obstante, la Retrocausalidad ha sido propuesta como una explicación para esto. El experimento consiste en que la partícula hipotética denominada taquión (propuesta en el contexto de la Teoría de Cuerdas) al superar la velocidad de la luz, se movería hacia atrás en el tiempo, como se quiere lograr en los experimentos que se están llevando a cabo en los laboratorios de CERN (el acelerador de partículas ubicado en Europa).

Hasta que no se compruebe físicamente esta Retrocausalidad va a ser difícil apoyar los Viajes en el Tiempo, pero una vez demostrados podremos decir que, al menos, mandamos partículas tanto al Pasado como al Futuro y quién sabe, quizás más adelante podamos ver a los primeros viajeros del tiempo creando así, como ya se mencionó antes, múltiples universos paralelos en el universo.

Ojala haya sido de su agrado esta segunda parte y haya quedado un poco más claro el tema acerca de los Viajes en el Tiempo. En la siguiente edición de este blog les hablaré sobre la Materia Oscura como lo había prometido en la primera parte de este tema. Nos vemos pronto y recuerden que siempre deben preguntar, indagar y experimentar, nunca dejen de hacerlo porque la ciencia es su amiga.