Entonces, por qué nos asombra tanto cuando en algunos casos algunas personas parecen poder 'ver' o 'intuir' el futuro (*) como por ejemplo en El Caso de las Profecías de 1967.
El tema es filosóficamente interesante porque la existencia de un futuro más o menos predeterminado se relaciona con la cuestión de la dicotomía entre el destino y el libre albedrío humano, la cual es una de esas perennes preguntas de la Filosofía que se han debatido y se continuarán debatiendo por largo tiempo. Por otro lado el asunto también nos plantea la pregunta qué es el tiempo y cuál es la diferencia entre pasado, presente y futuro. Incluso algunos filósofos hoy en día debaten si el tiempo es algo real y si realmente fluye del pasado al futuro, o si el tiempo es solo una construcción de nuestra imaginación. Pero como este no es un blog de filosofía, preferimos tomar otro camino más productivo; el de la ciencia empírica.
El Problema de la Flecha del Tiempo
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| La Flecha del Tiempo en sus diferentes aspectos |
En la Física este es un tema interesante porque el sentido de la flecha del tiempo, es decir, la diferencia entre pasado, presente y futuro, se relaciona con esa paradoja que existe entre la simetría y reversibilidad del tiempo en la física cuántica (mundo subatómico) versus la irreversibilidad del tiempo a nivel de física clásica; ya que a nuestro nivel de observación macroscópica el tiempo siempre tiene una clara dirección irreversible, del pasado al futuro, de acuerdo a la Segunda Ley de la Termodinámica (Ley del Incremento de la Entropía), el cual es uno de los problemas no resueltos de la fisica.
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| El origen cosmológico de la Flecha del Tiempo |
A nivel cuántico, sin embargo, las leyes de la física son simétricas respecto al tiempo (no hay diferencia entre pasado y futuro a nivel fundamental cuando se toma en consideración la antimateria y la paridad, a lo cual se le llama Simetría CPT) y tal parece que en ciertos casos es posible que el tiempo fluya ´al revés´ según sugiere el experimento de John Wheeler (conocido en inglés como ´delayed choice experiment´ el cual es una variante del experimento clásico de la doble rendija que puede ser confirmado experimentalmente) donde causa y efecto parecen invertir sus roles (fenómeno llamado retrocausación) ya que decisiones tomadas en el futuro afectarían el resultado de mediciones en el pasado; es decir que el futuro influencia el pasado.
A pesar de lo contra intuitivo que lo anterior pueda parecernos, en realidad esto está permitido por el Principio de Incertidumbre entre Tiempo y Energía de Heisenberg expresado matemáticamente en la relación (ΔT) (ΔE) ≥ ℏ/2 (donde ΔT representa la incertidumbre en la medición del tiempo, ΔE la incertidumbre en la energía y ℏ la constante de Planck) y que tiene dos implicaciones: 1) La ley de conservación de energía puede ser violada durante un intervalo de tiempo pequeño, 2) La medición del tiempo se indefine en la medida que tratamos de precisar la energía de los estados cuánticos.
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| El Principio de Incertidumbre de Heisenberg en sus dos aspectos |
Incluso la indeterminación del tiempo en mecánica cuántica puede llegar al punto que el tiempo tal parece detenerse duante la medición, lo cual se puede observar experimentalmente en el llamado Zeno Effect (Efecto Zenón) donde se demuestra cómo un sistema cuántico no cambia mientras está siendo observado; y que algunos interpretan como una especie de Efecto Observador en la mecanica cuantica.
El Principio de Incertidumbre entre Tiempo y Energía es un principio físico muy bien establecido que por cierto también explica la existencia de la Energía del Vacio o Punto Cero que se demuestra en el Efecto Casimir y que es clave en la electrodinámica cuántica, permitiendo la creación y aniquilación de parejas de partículas virtuales en el vacío, representadas en los Diagramas de Feynman, donde aparentemente las antipartículas viajan del futuro al pasado, mientras que las partículas 'normales' viajan del pasado al futuro.
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| Ejemplo de diagrama de Feynman: Un electrón y un positrón se aniquilan, produciendo un fotón, que se convierte en una pareja quark-antiquark radiando un gluón. Nótese que el positrón y el anti-quark se representan viajando del futuro al pasado, mientras que el electrón y quark viajan del pasado al futuro. |
Adicionalmente el Principio también soporta la hipótesis de Wheeler sobre el llamado Participatory Universe (Universo de Participación o Consenso) donde a través de la observación del mundo físico nosotros realmente somos co-creadores del universo. Explicándose de esta forma el fenómeno psíquico de la precognición como casos donde información sobre estados futuros y presentes se sobreponen por 'efecto Wheeler'.
Relatividad del Tiempo
Otro interesante aspecto sobre el tiempo es su carácter relativo. Este es un hecho bien conocido en la física clásica que se deriva de la teoría de la relatividad especial de Einstein y que en esencia significa que depende del sistema de referencia, o sea, que el tiempo se dilata (las manecillas del reloj rotan más lentamente) en un sistema inercial de referencia en movimiento, comparado con otro en reposo, a medida que la velocidad del sistema de referencia se aproxima a la de la luz en el vacío; con el corolario de que el tiempo se detendría a la velocidad de la luz.
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| Dilatación del tiempo en un reloj en movimiento |
Como también se sabe que el tiempo se dilata por efecto de la gravitación (por ejemplo cerca de un agujero negro) o por efecto de la aceleración que sería 'equivalente' a la gravitación, lo cual conduce a la curiosa paradoja de los gemelos donde el gemelo que queda en la tierra envejece más rápido que su hermano que viaja por el espacio; pero el misterio del tiempo es más profundo que eso.
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| Paradoja de los Gemelos: Dilatación del tiempo por efecto de la gravitación o aceleración |
Quizás más interesante aún es el hecho que en las ecuaciones fundamentales de la física, incluyendo la teoría de la gravitación según Einstein (basada en su teoría de la relatividad general) y la teoría cuántica del campo, el tiempo aparece matemáticamente como la cuarta dimensión de un vector en el espacio de los números complejos ( x, y, z, ict ) que también incluye las tres dimensiones espaciales, aunque con la diferencia que el tiempo aparece como una dimensión imaginaria (en el producto "ict" donde i es la unidad de los números imaginarios, c es la velocidad de la luz y t es el tiempo) mientras que las tres dimensiones espaciales ( x, y, z ) aparecen como números reales. Dicho vector de 4 dimensiones (4D) es utilizado para representar la métrica del Espacio de Minkowski en todas la ecuaciones del campo, tanto clásicas como cuánticas. Este hecho no es solo un subterfugio matemático, sino que nos revela una relación física fundamental del espacio-tiempo. Resulta entonces muy interesante considerar que pasaría en un universo (un universo paralelo quizás) donde el tiempo se comportara como una dimensión 'real', y donde uno pudiera desplazarse al futuro o al pasado, similar a como nos desplazamos en el espacio 3D.
¿Viajar en el Tiempo?
La Teoría de la Relatividad establece que el tiempo puede verse como una 'dimensión imaginaria', que junto a las tres 'dimensiones reales' espaciales, conforman el llamado Espacio de Minkowski; como una entidad matemática única. Pero entonces uno se pregunta, cuál es la diferencia entre una dimensión imaginaria y una real. ¿Acaso bajo ciertas condiciones sería físicamente posible viajar en la dimensión imaginaria del tiempo como si fuera una dimensión real del espacio?
La posibilidad de viajar en el tiempo como si fuera una dimensión espacial es el tema de la interesante película de ciencia ficción Interstellar que fue asesorada por el físico teórico premio Nobel de física Kip Thorne, donde el astronauta al quedar atrapado en un mundo paralelo puede moverse en el tiempo como si fuera otra dimensión espacial y producir varios fenómenos físicos que en otras condiciones hubieran sido considerados 'paranormales'. ¿Pero se trata solamente de una especulación o acaso esto podría ser real?
Y es aquí donde el problema del tiempo se pone interesante, ya que según plantean algunos estudiosos del tema, eso es precisamente lo que ocurre del 'otro lado' de nuestro universo cuando la consciencia (que por cierto también es un fenómeno cuántico) se encuentra libre del filtro tridimensional que representa el cerebro biológico (ver problema mente-cuerpo para más información sobre la correlación entre la consciencia y el cerebro) ya sea por ejemplo cuando la persona está en un estado de meditación profunda, o cuando se encuentra en un trance mediúmnico, o durante el fenómeno clínico de las Experiencias Cercanas a la Muerte (en inglés, NDE). En esos estados alterados de la consciencia el tiempo es percibido de una forma totalmente diferente, como si el tiempo se detuviera en un eterno 'ahora', permitiendo la posibilidad de desplazarse en el tiempo con el pensamiento hacia 'adelante' o hacia 'atrás' para poder ver probabilidades de eventos en el futuro o el pasado.
Pero el misterio del tiempo no termina ahí, porque si de alguna forma es posible observar directamente eventos futuros o pasados, entonces uno se pregunta si tambiėn será posible viajar en el tiempo y alterar dichos eventos al estilo de la película 'Back to the Future', y qué sucedería entonces con la llamada paradoja del abuelo que plantea el dilema de qué pasaría si alguien viaja al pasado y mata a su abuelo previniendo así su propia existencia.
Una forma de resolver las paradojas lógicas de viajar en el tiempo es mediante la 'conjetura de autoconsistencia', que esencialmente establece que puedes viajar al pasado, pero no puedes cambiarlo. Teóricamente esto sería posible a través del concepto de 'múltiples historias', o en términos más familiares, líneas de tiempo paralelas. La idea es muy simple. Cuando salgo de la máquina del tiempo, entro en una línea de tiempo diferente. En esa línea de tiempo, puedo hacer lo que quiera, incluso destruir la máquina del tiempo, sin cambiar nada en la línea de tiempo original de la que vengo. Pero dado que no puedo destruir la máquina del tiempo en la línea de tiempo original, que es la que usé para viajar en el tiempo, no hay paradoja.
La mecánica cuántica ciertamente parece implicar que las 'múltiples historias' que coexisten es posible, al menos si uno se suscribe a la interpretación de "Muchos Mundos" de Everett, donde una historia puede 'dividirse' en múltiples historias, una para cada resultado posible de la medición, por ejemplo, en una linea de tiempo el gato de Schrödinger puede estar vivo o muerto en otra, en dependencia si llegué o no al pasado.
En este sentido tembién la actual teoría del Higgs Singlet que es una patícula elemental que puede viajar hacia alante y hacia atrás en el tiempo según el Supersymmetric Standard Model (extensión del Modelo Estándar de la física de partículas elementales que incluye la Supersimetría SUSY) pudiera resolver el dilema haciendo físicamente posible 'observar' el tiempo futuro o pasado sin 'alterarlo'.
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| El Modelo Estándar de las Partículas y la Supersimetría SUSY |
¿Es el Tiempo algo fundamental en la Física?
Otro misterio sobre el tiempo y el espacio tiene que ver con las ideas actuales de la física teórica alrededor del llamado Principio Holográfico de la Cosmología Física donde el tiempo no parece ser algo fundamental en la física, sino más bien tal parece que el tiempo emerge de alguna entidad física más fundamental como por ejemplo de la información contenida en los estados cuánticos; y como lo ha expresado el físico teórico Juan Malcadena "esto sugiere que el quantum es lo más fundamental, y el espacio-tiempo emerge de él".
En Teoría de la Información la cantidad de información en un canal de comunicación, o en un sistema estocástico en general, se describe a través del concepto de Entropía según la definición de Boltzmann y el Teorema de Shannon. Interesantemente además en Física Estadística (tanto clásica como cuántica) hay un teorema matemático llamado Teorema de Liouville que demuesta que existe una especie de ley de conservación de la información, y que como explica el profesor Susskind sería la ley cero de la física estadística de la cual se derivan otras leyes de conservación en la física; lo cual puede tener otras implicaciones sobre la supervivencia de la consciencia como información cuántica --pero eso es definitivamente otro tema.
(*) Continuar con Profecías y Médiums
Nota: Para más información sobre el tiempo en la física y los misterios de la mecánica cuántica (con nombres y referencias relevantes) véase el blog sobre Temas de Física Cuántica.
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