El flujo del tiempo depende de cómo te muevas, qué trayectoria sigas en el espacio-tiempo, y a veces dónde estés, cerca o lejos de un campo gravitacional

“La humanidad encontró motivación para medir el tiempo en cuestiones de agricultura, navegación y astronomía, se basó en movimientos periódicos como el del Sol, las fases de la Luna y el latido del corazón. Hoy en día sigue siendo muy importante definir, entender y medir el tiempo con las nuevas tecnologías”, afirmó Alejandro Frank, miembro de El Colegio Nacional, al participar y coordinar la mesa redonda La física y la naturaleza del tiempo.

En la sesión, transmitida en vivo el 8 de julio por las plataformas digitales de la institución, participaron Miguel Alcubierre, del Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM; Gerardo Herrera Corral, del Centro de Investigación y Estudios Avanzados del IPN, y Alberto Martín Ruiz, del Instituto de Ciencias Nucleares y del Centro de Ciencias de la Complejidad de la UNAM.

El colegiado aseguró que la física y el tiempo tienen como columnas vertebrales la teoría y el experimento para analizar la naturaleza, ambas se complementan la una a la otra. “El tiempo en el pensamiento nacionalista clásico quedó definido por Galileo y Newton, pero tuvimos que esperar hasta el siglo XX para que Albert Einstein realizara una gran revolución en los conceptos del espacio-tiempo.”

El investigador y catedrático mexicano agregó que, con la Teoría de la Relatividad Especial y General de Einstein, el ser humano se dio cuenta que el tiempo y el espacio se deforman. “La segunda revolución de este concepto fue la de la mecánica cuántica que plantea que el espacio, la materia y el tiempo están granulados, es decir formados por pequeños cuantos. Aprovechar los efectos de las tecnologías cuánticas son unas de las investigaciones más importantes actualmente.”

La historia del tiempo

Al tomar la palabra, el físico de partículas Gerardo Herrera Corral se refirió a la historia del tiempo que a su vez dividió en tres etapas, la historia de la percepción; la historia de las ideas; y la historia de la medición.

En relación a la historia de la percepción, el profesor del Centro de Investigación y Estudios Avanzados del IPN aseguró que el arte y el lenguaje fueron las herramientas que permitieron conocer cómo se medía el tiempo hace 2 mil años. “Entre las percepciones más antiguas que se tienen de este término se encuentran la que se asocia con el dios griego Cronos, que se refiere al tiempo como el que todo lo destruye y todo lo devora. Y la que Antonio de Pereda pintó en 1632, que delinea al tiempo como un personaje con alas, que vuela, y, sobre todo, que pasa, desgasta, debilita, envejece y mata.”

Sobre la historia de las ideas y cómo ha quedado grabada la percepción del tiempo en los seres humanos, el científico aseguró que este momento comenzó en el griego clásico, 500 años antes de la era común. “Empezó con una diatriba que no ha terminado, la de Heráclito de Éfeso, que consideraba que el tiempo fluía, y la de Parménides de Elea, quien pensaba que pasado y futuro carecían de sentido, es decir que el tiempo no existía.”

“También están las concepciones mesoamericanas, la cultura maya ya planteaba una relación entre el espacio-tiempo, lo que se puede ver reflejado en las páginas 75 y 76 del Código de Madrid. Aristóteles y Platón concibieron al tiempo como un número que permitía ordenar a los objetos, el movimiento y clasificarlos como anteriores o posteriores al presente. Durante el Renacimiento, el concepto pasó a ser materia de estudio de los físicos. Fueron Galileo y Newton quienes se encargaron de definir un concepto de tiempo que les permitiera describir la realidad”.

En palabras del investigador, en el siglo XX, la percepción de este término se pudo resumir con la gráfica de Minkowski, en la que se colocó al espacio y al tiempo juntos en un sistema coordenado, de manera tal que los objetos se movían en el espacio y evolucionaban en una línea llamada mundo.

“Por otro lado, en el mundo microscópico se han buscado simetrías de carga, de paridad y de tiempo. Nos preguntamos si el Universo es simétrico en el tiempo y podemos decir que no, no hay una simetría en el tiempo, es decir no es lo mismo el pasado que el futuro. Actualmente pensamos que hay una dirección preferencial, que el tiempo es, pues, irreversible.”

De acuerdo con Herrera Corral, en la vida cotidiana se conserva la idea de Newton de que el tiempo es absoluto, fluye y lo hace sin dependencia alguna, es duración; sin embargo, el tiempo es relativo, cada quien tiene su presente. Aseguró que el tiempo es influenciable, porque a través del movimiento y la gravitación se puede cambiar la manera en que transcurre. “Actualmente pensamos que el tiempo no es duración, sino coordenada, lo consideramos al mismo nivel que las coordenadas espaciales. A la luz de la física moderna, todas esas concepciones son cuestionables.”

Con respecto a la historia de la medición del tiempo, el físico mexicano recordó que el reloj atómico del Laboratorio Nacional de Física del Reino Unido se anunció como el más preciso del mundo. Para medir, ellos utilizan átomos de cesio de alta y baja energía y son separados con imanes, puede perder o ganar menos de un segundo en 138 millones de años. Sin embargo, hay una posibilidad de construir relojes nucleares 10 veces más precisos que los atómicos.

“En el siglo XVII los relojes que utilizábamos dependían de la fuerza gravitacional, utilizaban péndulos; en el siglo XX se utilizó la fuerza electromagnética como el cuarzo, y estamos ante la posibilidad de que para 2025 podríamos tener relojes nucleares que tendrán una mayor precisión”, finalizó.

El tiempo en la relatividad

Por su parte, el físico teórico Miguel Alcubierre se refirió a la comprensión del tiempo que Albert Einstein introdujo en las Teorías de la Relatividad Especial y General. Recordó que el físico alemán de origen judío planteaba que el tiempo era relativo, es decir no fluía igual para todos. Además, la longitud de los objetos y la simultaneidad también eran relativas, lo que significaba que si había dos eventos que sucedían al mismo tiempo eran distintos según quien los miraba y quienes se movían en ellos.

En palabras del investigador del Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM, toda la física moderna está basada en la relatividad especial. Recordó que “el matemático Herman Minkowski, profesor de Einstein en la carrera, planteó que el tiempo que experimentamos, el tiempo propio, es sólo una medida de la longitud de nuestra trayectoria en el espacio-tiempo”.

Agregó que la teoría clásica de la gravedad es la Ley de la gravitación universal de Newton, que explica la caída de los objetos y las órbitas de los planetas. Pero Einstein propuso que la relatividad general estaba basada en el principio de equivalencia, “esto me lleva a especular sobre los viajes en el tiempo, de acuerdo a la relatividad, viajar en el tiempo futuro sí es posible, de hecho, viajamos al futuro todos los días al ritmo de un segundo por segundo, y lo que queremos es ir más rápido hacia él”.

De acuerdo con el científico mexicano y con la especulación anterior, hay dos maneras de viajar más rápido al futuro, a través de una nave espacial que alcance un 95% la velocidad de luz y que viaje a una estrella lejana, con esta velocidad al regresar a la Tierra seguro habrán pasado siglos. La otra manera de hacerlo es encontrar un agujero negro y dar unas vueltas demasiado rápido alrededor éste, mientras pasan los años en el planeta. “Viajar al futuro más rápido de lo normal sí se puede, pero la pregunta interesante es ¿podemos viajar al pasado?”

Agregó que para viajar al pasado se requiere deformar al espacio, hacer un agujero de gusano de un tiempo a otro o torcer el tiempo en alguna región. “Al día de hoy, creemos que esto es imposible, pues llevaría a serias paradojas. Los viajes en el tiempo han llevado a muchos científicos a negar esa posibilidad. Gracias a la relatividad hemos aprendido que el tiempo no es absoluto. El flujo del tiempo depende de cómo te muevas, qué trayectoria sigas en el espacio-tiempo, y a veces dónde estés, cerca o lejos de un campo gravitacional.”

Flecha del tiempo y algunos fenómenos cuánticos

Al tomar la palabra, el físico Alberto Martín Ruiz comentó que el concepto del tiempo tiene sus raíces en la experiencia subjetiva del presente, un momento que parece fluido y que separa dinámicamente el pasado y el futuro. Lo que condujo a la representación de este término con un número real que se mueve en una dirección definida.

El investigador del Centro de Ciencias de la Complejidad de la UNAM explicó que todas las propiedades del tiempo deben ser abstracciones del movimiento relativo y sus leyes empíricas. “El presente y el color forman nuestra percepción subjetiva del tiempo y de la luz respectivamente. De la relatividad aprendemos lo siguiente: no hay tal cosa como el ahora, el presente, los espacios simultáneos, dependen del movimiento de los observadores. El ahora de un observador no tendría que estar necesariamente de acuerdo con el ahora para otro.”

En palabras de Martín Ruiz, para hablar de la flecha del tiempo en la termodinámica, es necesario retomar al científico Arthur Eddington, porque desarrolló el concepto de irreversibilidad. “Este término nos hace pensar en el pasado como un medio más ordenado y el futuro como uno más desordenado, el tiempo fluye del orden al desorden. Existe un concepto físico bellísimo que es la excepción y que nos permite describir esta situación, la entropía.”

De acuerdo con el científico mexicano, la segunda Ley de la termodinámica establece que la entropía es una medida del desorden que siempre aumenta con el tiempo y es justo aquí en donde hay una diferencia entre el pasado y el futuro que las demás leyes no pueden dar. “Es por eso que un huevo puede romperse, pero no recomponerse.”

“Quiero concluir con la frase de John Wheeler quien propuso el experimento del borrador cuántico que decía: empiece a verse como si nosotros mismos, en una decisión tardía, influimos en lo que hará el átomo cuando casi completó la totalidad del recorrido… tenemos que decir que nosotros mismos tenemos un rol protagónico en moldear lo que siempre hemos considerado el pasado. El pasado no es realmente el pasado hasta que ha quedado registrado, o, dicho de otra forma, el pasado no tiene sentido o no existe hasta que existe como un registro de sí mismo en el presente.”

Fuente: El Colegio Nacional