sábado, 11 de junio de 2011

LA MÁQUINA DEL TIEMPO

La manera clásica de entender el tiempo es que éste fluye de manera continua y estable, independientemente de nuestras actividades. Sin embargo, nuestra percepción subjetiva del tiempo es variable, no solamente entre dos sujetos, sino también para un mismo sujeto, en función de su estado anímico, (el tiempo pasa muy rápido cuando estamos entretenidos y es eterno cuando estamos aburridos). A pesar de esta visión subjetiva podemos encontrar un consenso universal en que existe una realidad objetiva y absoluta en la que el tiempo fluye de manera inexorable. Cualquier idea de que este fluir pudiera acelerarse, retardarse o alterar de forma intencionada, parece pura ciencia ficción.

hg wells

Sin embargo, y no hablamos de ciencia ficción, hoy los científicos están hablando del tiempo elástico, que puede comprimirse o estirarse, de lugares donde el tiempo se detiene o deja de existir, y cualquiera puede leer acerca de "partículas subatómicas que retroceden en el tiempo".

El viajar en el tiempo siempre ha tenido una especial atracción para el ser humano, prueba de ello son las numerosas novelas que han recreado viajes al pasado o al futuro, como La máquina del tiempo de H.G. Wells, o la muy reciente saga Caballo de Troya de J.J. Benítez, quien ya se adorna de la manipulación de partículas subatómicas e incluso crea un protocolo de seguridad basado en la no intervención en el momento histórico visitado.

En los comienzos de la Física Moderna, partimos de la base de considerar el tiempo como ese fluir constante de que hablábamos anteriormente, de esta manera Isaac Newton creía que el tiempo era universal, lineal, una magnitud absoluta, es decir, una escala cuya medida es idéntica para todos los observadores. Apenas doscientos años más tarde, en 1905, Einstein presentó la Teoría de la Relatividad, revolucionando todos los conceptos y poniendo en entredicho la universalidad del fluir del tiempo. Los satélites que orbitan alrededor de la Tierra, en órbita geoestacionaria, lo hacen a tan elevadas velocidades (9.500 km/h) que sus relojes marcan el tiempo más despacio que los relojes que están sobre la Tierra, aumentando la diferencia horaria entre la Tierra y los satélites cuanto más tiempo pasa.

En la mecánica relativista el tiempo depende del sistema de referencia donde esté situado el observador y de su estado de movimiento, y es considerado como una dimensión más del espacio. Es decir, el intervalo de tiempo medido por un reloj depende de su estado de movimiento. Los relojes de dos sistemas de referencia que se muevan de manera diferente registrarán lapsos de tiempo distintos entre los mismos acontecimientos. Este efecto es conocido como “dilatación” del tiempo.
En la cotidianidad esto es insignificante, cuando la dilatación del tiempo se hace realmente notable es cuando el movimiento de los sistemas de referencia en los que viajan los relojes adquieren velocidades cercanas a la velocidad de la luz (300.000 km/seg), en la vida corriente es inapreciable.

A la velocidad de un avión, por ejemplo, la dilatación del tiempo se sitúa en el orden del “nanosegundo” (la milmillonésima fracción de un segundo), una cantidad extremadamente pequeña y que sin embargo, se ha registrado por relojes atómicos considerablemente precisos, confirmando así lo ya enunciado por Einstein.
Si la velocidad proporciona una manera de distorsionar el tiempo, la gravedad es otra. En la teoría general de la relatividad (1916) Einstein predijo que la gravedad retarda igualmente el tiempo. En la superficie de una estrella de neutrones la gravedad adquiere tal intensidad que el tiempo se retrasa allí un 30 por ciento con respecto al tiempo medido en la Tierra. Un agujero negro representa la máxima distorsión posible del tiempo: en su superficie el tiempo, literalmente, se detiene.

Stephen Hawking cree que viajar en el tiempo es posible, incluso apunta que ello podría suponer la salvación futura de la humanidad. Su afirmación, basada en la Teoría de la Relatividad de Einstein, ha recibido recientemente apoyo experimental desde el LHC de Ginebra.

acelerador

El propio Brian Cox uno de los científicos que trabajan en el proyecto Atlas en el gran colisionador de Hadrones (LHC) confirma: “Cuando aceleramos partículas diminutas al 99.99% de la velocidad de la luz en el LHC de Ginebra, el tiempo transcurrido para ellas es una sietemilésima parte del que medimos con nuestros relojes”.

Hawking cree que una nave que tripulada por seres humanos que pudiera acelerar hasta el 98% de la velocidad de la luz se conseguiría que cada día transcurrido en la nave supondría un año en la Tierra. De este modo, una vez que la Tierra se volviese inhóspita por nuestra acción, los humanos que viajasen en esa nave podrían regresar a repoblar nuestro planeta muchos años más tarde. (Cada año en el espacio supondría 365 años en la Tierra).

Pero para hablar con propiedad de viaje en el tiempo, tendríamos que hablar tanto hacia el pasado como hacia el futuro y ello depende en gran medida, del éxito de los experimentos con partículas subatómicas, de la existencia de financiación para los mismos y del progreso de la tecnología.
Ronald Mallett asistió a la muerte de su padre cuando tan solo tenía 10 años de edad, bajo la influencia de “La Máquina del Tiempo” de H.G. Wells, decidió viajar en el tiempo para salvar a su padre, lo que se convirtió en el sueño de su vida. Desarrolla sus estudios e investigaciones en la Universidad Estatal de Pensilvania desde los años 70, sobre gravedad cuántica, cosmología relativista y teorías “gauge” (teorías que permiten la unificación de interacciones físicas de diferente tipo, como la electricidad, el magnetismo o las interacciones nucleares débil y fuerte). Publicó su primera investigación sobre el viaje en el tiempo en el año 2000.

curvatura-luz

Las investigaciones de Mallett se centran en un experimento para determinar la existencia de lazos temporales en los que, por medio de una disposición de espejos e instrumentos ópticos, se produce un haz de luz circulante, cuya energía debería curvar el espacio a su alrededor.
De acuerdo con la teoría de la relatividad, la curvatura del espacio afecta igualmente al tiempo, de manera que éste se dilataría en las inmediaciones del haz de luz ofreciendo la posibilidad de observar ahí partículas inestables que contienen una especie de reloj interno: se desintegran en un “tiempo medio” de vida extremadamente breve, que se vería dilatado por efecto de la curvatura del espacio-tiempo, algo que no se observaría en regiones más alejadas del haz. La dilatación de su tiempo medio de vida significa que la partícula ha avanzado hacia el futuro a través de un lazo temporal.
Este efecto recuerda al que se estudia en los grandes aceleradores que impulsan las partículas subatómicas a velocidades cercanas a la de la luz. En concordancia con la relatividad especial de Einstein, se observa experimentalmente, que el tiempo medio de vida de las partículas inestables que se mueven rápidamente en los aceleradores se estira y su reloj interno transcurre más despacio, de manera que su tiempo medio de vida aumenta, favoreciendo así su detección.

agujero

La propuesta de Ronald Mallett se añade a otras investigaciones sobre la posibilidad de viajar en el tiempo. A mediados de los años 80 el físico norteamericano Kip Thorne formuló un modelo para una máquina del tiempo, basándose para ello en el concepto de “agujero de gusano”, que encaja de manera natural en la teoría general de la relatividad, donde la gravedad no sólo distorsiona el tiempo, sino también el espacio. El ejemplo más simple para esta posibilidad es el de un túnel que atraviesa una montaña, este túnel ofrece un camino más corto que el que rodea la montaña, un agujero de gusano sería un camino menor entre dos puntos que la ruta que los une en el espacio ordinario.
Ante esta posibilidad, el físico australiano Paul Davies, desgranó las dificultades tecnológicas asociadas a la fabricación de una máquina del tiempo basada en la teoría de Thorne, comenzando por la creación del propio agujero de gusano. Para que el agujero se pudiese atravesar, debería contener “materia exótica”, es decir, materia generadora de antigravedad para combatir la tendencia natural de los cuerpos a colapsar sobre sí mismos. Thorne ha analizado soluciones de agujero de gusano consistentes en las que el túnel se mantiene abierto mediante antigravedad cuántica, aunque no está claro que se pueda juntar tanta materia antigravitatoria como para estabilizar un agujero de gusano.
Otra cuestión es que el Universo contenga ya estructuras de este tipo de manera natural, o también, podrían aparecer agujeros de gusano a escalas minúsculas, a la llamada “longitud de Planck”, unos 20 órdenes de magnitud menor que el núcleo atómico. En principio, cabría estabilizar un agujero de gusano tan diminuto mediante un impulso de energía, para después agrandarlo hasta una dimensión que permitiera su uso como máquina del tiempo.

Un tipo de máquina del tiempo completamente diferente ha sido propuesto por Richard Gott, de la Univesidad de Princeton, haciendo uso de las llamadas “cuerdas cósmicas”, estructuras que reflejan el entrelazamiento de los diversos campos cuánticos inmediatamente después del Big-Bang, y que debido a su dificultad para desenrollarse permanecerían todavía hoy como reliquias de la gran explosión, en sus análisis teóricos Gott ha demostrado que si dos cuerdas cósmicas paralelas, infinitamente largas, se alejasen a gran velocidad, el espacio-tiempo se distorsionaría lo suficiente como para permitir líneas de universo que se curvasen en lazos hacia el pasado.

universo

Aunque resulte muy complicado entender los mecanismos implicados en un viaje en el tiempo, y a pesar de la gran cantidad de paradojas que plantea esta posibilidad, y a pesar de lo que mucha gente cree, no existe una imposibilidad matemática para efectuar un desplazamiento temporal. Si no hemos construido una máquina para viajar en el tiempo es sólo porque no sabemos cómo hacerla, y no porque sea imposible de realizar.

Pero esta situación podría llegar a su fin, la maquina que permitiría este tipo de viajes se llama Large Hadron Collider (Gran Colisionador de Hadrones o LHC), construida por el CERN al noroeste de Ginebra, en la frontera entre Francia y Suiza.

El LHC acelera partículas hasta cerca de la velocidad de la luz, y las hace colisionar entre si. Esto permite recrear las condiciones que existían en el instante en el que se produjo el Big Bang, la energía liberada durante estos choques podría ser de una magnitud tal, que podría llegar a afectar el tejido del Universo, generando “ondulaciones” propicias para que se produzca un "agujero de gusano", el tamaño de esos agujeros es sumamente pequeño, pero según los matemáticos podrían ser lo suficientemente grandes para que el LHC se convierta en la primer máquina del tiempo de la historia.