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¿Es posible viajar en el tiempo?

¿Es posible viajar en el tiempo?

Las historias sobre viajes al pasado y al futuro han capturado por mucho tiempo nuestra imaginación, pero la cuestión de si es posible viajar en el tiempo es espinosa y llega directamente al corazón de la comprensión de lo que los físicos quieren decir cuando usan la palabra "tiempo".

La física moderna nos enseña que el tiempo es uno de los aspectos más misteriosos de nuestro universo, aunque al principio puede parecer sencillo. Einstein revolucionó nuestra comprensión del concepto, pero incluso con esta comprensión revisada, algunos científicos todavía reflexionan sobre la cuestión de si el tiempo realmente existe o no, o si es una mera "ilusión persistente obstinada" (como Einstein lo llamó una vez). Sin embargo, sea cual sea el tiempo, los físicos (y los escritores de ficción) han encontrado algunas formas interesantes de manipularlo para considerar atravesarlo de manera poco ortodoxa.

Tiempo y relatividad

Aunque se hace referencia en H.G.Wells ' La maquina del tiempo (1895), la ciencia real del viaje en el tiempo no surgió hasta bien entrado el siglo XX, como un efecto secundario de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein (desarrollada en 1915). La relatividad describe el tejido físico del universo en términos de un espacio-tiempo de 4 dimensiones, que incluye tres dimensiones espaciales (arriba / abajo, izquierda / derecha y adelante / atrás) junto con una dimensión de tiempo. Según esta teoría, que ha sido probada por numerosos experimentos durante el siglo pasado, la gravedad es el resultado de la flexión de este espacio-tiempo en respuesta a la presencia de materia. En otras palabras, dada una determinada configuración de la materia, el tejido espacio-temporal real del universo puede alterarse de manera significativa.

Una de las sorprendentes consecuencias de la relatividad es que el movimiento puede resultar en una diferencia en la forma en que pasa el tiempo, un proceso conocido como dilatación del tiempo. Esto se manifiesta más dramáticamente en la clásica paradoja gemela. En este método de "viaje en el tiempo", puede avanzar hacia el futuro más rápido de lo normal, pero en realidad no hay vuelta atrás. (Hay una ligera excepción, pero más sobre eso más adelante en el artículo).

Viaje temprano en el tiempo

En 1937, el físico escocés W. J. van Stockum aplicó por primera vez la relatividad general de una manera que abrió la puerta al viaje en el tiempo. Aplicando la ecuación de la relatividad general a una situación con un cilindro rotativo infinitamente largo y extremadamente denso (algo así como un poste de barbería sin fin). La rotación de un objeto tan masivo en realidad crea un fenómeno conocido como "arrastre de cuadros", que en realidad arrastra el espacio-tiempo junto con él. Van Stockum descubrió que en esta situación, podría crear un camino en el espacio-tiempo de 4 dimensiones que comenzó y terminó en el mismo punto, algo llamado curva cerrada de tiempo, que es el resultado físico que permite el viaje en el tiempo. Puedes partir en una nave espacial y recorrer un camino que te lleva de vuelta al mismo momento exacto en que comenzaste.

Aunque fue un resultado intrigante, esta era una situación bastante artificial, por lo que no había mucha preocupación de que ocurriera. Sin embargo, estaba por llegar una nueva interpretación, que era mucho más controvertida.

En 1949, el matemático Kurt Godel, amigo de Einstein y colega del Instituto de Estudios Avanzados de la Universidad de Princeton, decidió abordar una situación en la que todo el universo está girando. En las soluciones de Godel, el viaje en el tiempo en realidad estaba permitido por las ecuaciones si el universo giraba. Un universo giratorio podría funcionar como una máquina del tiempo.

Ahora, si el universo girara, habría formas de detectarlo (los rayos de luz se doblarían, por ejemplo, si todo el universo girara), y hasta ahora la evidencia es abrumadoramente fuerte de que no hay ningún tipo de rotación universal. De nuevo, el viaje en el tiempo queda descartado por este conjunto particular de resultados. Pero el hecho es que las cosas en el universo rotan, y eso nuevamente abre la posibilidad.

Viaje en el tiempo y agujeros negros

En 1963, el matemático de Nueva Zelanda Roy Kerr utilizó las ecuaciones de campo para analizar un agujero negro giratorio, llamado agujero negro de Kerr, y descubrió que los resultados permitían un camino a través de un agujero de gusano en el agujero negro, perdiendo la singularidad en el centro, y fuera del otro extremo. Este escenario también permite curvas de tiempo cerradas, como se dio cuenta el físico teórico Kip Thorne años después.

A principios de la década de 1980, mientras Carl Sagan trabajaba en su novela de 1985. Contacto, se acercó a Kip Thorne con una pregunta sobre la física del viaje en el tiempo, lo que inspiró a Thorne a examinar el concepto de usar un agujero negro como medio de viaje en el tiempo. Junto con el físico Sung-Won Kim, Thorne se dio cuenta de que podría (en teoría) tener un agujero negro con un agujero de gusano que lo conecta a otro punto en el espacio abierto por alguna forma de energía negativa.

Pero solo porque tenga un agujero de gusano no significa que tenga una máquina del tiempo. Ahora, supongamos que puedes mover un extremo del agujero de gusano (el "extremo móvil). Colocas el extremo móvil en una nave espacial, disparándolo al espacio a casi la velocidad de la luz. La dilatación del tiempo comienza y el tiempo experimentado por el extremo móvil es mucho menos que el tiempo experimentado por el extremo fijo. Supongamos que mueve el extremo móvil 5.000 años hacia el futuro de la Tierra, pero el extremo móvil solo "envejece" 5 años. Entonces se va en 2010 AD , digamos, y llegar en 7010 AD.

Sin embargo, si viaja a través del extremo móvil, en realidad saldrá del extremo fijo en 2015 DC (ya que han pasado 5 años en la Tierra). ¿Qué? ¿Como funciona esto?

Bueno, el hecho es que los dos extremos del agujero de gusano están conectados. No importa cuán separados estén, en el espacio-tiempo, todavía están básicamente "cerca" el uno del otro. Dado que el extremo móvil es solo cinco años mayor que cuando se fue, atravesarlo lo enviará de regreso al punto relacionado en el agujero de gusano fijo. Y si alguien de 2015 AD Earth atraviesa el agujero de gusano fijo, saldría en 7010 AD del agujero de gusano móvil. (Si alguien atravesara el agujero de gusano en 2012 DC, terminarían en la nave espacial en algún lugar en el medio del viaje, etc.)

Aunque esta es la descripción físicamente más razonable de una máquina del tiempo, todavía hay problemas. Nadie sabe si existen agujeros de gusano o energía negativa, ni cómo juntarlos de esta manera si existen. Pero es (en teoría) posible.