Viaje en el tiempo: teorías, paradojas y posibilidades

Viaje en el tiempo: teorías, paradojas y posibilidades
por Elizabeth Howell

El famoso físico Albert Einstein en la pizarra. (Crédito: NASA)

Viajar en el tiempo -moverse entre diferentes momentos- ha sido un tema popular para la ciencia ficción durante décadas. Las franquicias que van desde "Doctor Who" hasta "Star Trek" y "Volver al futuro", han visto viajar a los seres humanos en un vehículo de algún tipo y llegar al pasado o al futuro, listo para asumir nuevas aventuras.

La realidad, sin embargo, es más confusa. No todos los científicos creen que es posible viajar en el tiempo. Algunos incluso dicen que el intento sería fatal para cualquier ser humano que decida emprenderlo. 

Entender el tiempo

¿Qué es el tiempo? Aunque la mayoría de la gente piensa en el tiempo como una constante, el físico Albert Einstein demostró que el tiempo es una ilusión; es relativo -puede variar para diferentes observadores en función de su velocidad por el espacio. Para Einstein, el tiempo es la "cuarta dimensión". El espacio es descrito como un escenario en tres dimensiones que proporciona a un viajero coordenadas -tales como la longitud, la anchura y la altura- que muestran una ubicación. El tiempo ofrece otra coordenada -la dirección- aunque convencionalmente, sólo se mueve hacia adelante (por el contrario, una nueva teoría afirma que el tiempo es "real"). 

La teoría de la relatividad especial de Einstein dice que el tiempo se ralentiza o acelera dependiendo de lo rápido que se mueve con respecto a otra cosa. Al acercarse a la velocidad de la luz, una persona dentro de una nave espacial envejecería mucho más lento que su gemelo en casa. Además, según la teoría de la relatividad general de Einstein, la gravedad puede curvar el tiempo.

Imaginen una tela de cuatro dimensiones llamada espacio-tiempo. Cuando todo lo que tiene masa se a​​sienta en ese pedazo de tela, se produce un hoyuelo o una curvatura del espacio-tiempo. La curvatura del espacio-tiempo hace que los objetos se muevan en una trayectoria curva y aquella curvatura del espacio es lo que conocemos como la gravedad. 

Albert Einstein propuso que la materia curva el espacio-tiempo, y que la gravedad es la curva que hace que los objetos se desvíen de viajar en línea recta. La distorsión hace que los objetos que se movían a lo largo de un plano plano caigan en una ruta esférica. (Crédito: koya979 | Shutterstock)

Tanto las teorías general y especial de la relatividad han sido probados con la tecnología de satélites GPS que tiene relojes muy precisos a bordo. Los efectos de la gravedad, así como el aumento de la velocidad de los satélites por encima de la Tierra con respecto a los observadores en el suelo, hacen que los relojes no ajustados ganen 38 microsegundos al día (los ingenieros hacen calibraciones para dar cuenta de la diferencia).

En cierto sentido, este efecto, llamado dilatación del tiempo, significa que los astronautas son viajeros en el tiempo, a medida que regresan a la Tierra muy, muy ligeramente más jóvenes que sus gemelos idénticos que quedan en el planeta. 

A través del agujero de gusano

La relatividad general también proporciona escenarios que podrían permitir a los viajeros volver en el tiempo, según la NASA. Las ecuaciones, sin embargo, podrían ser difíciles de lograr físicamente.

Una posibilidad podría ser la de ir más rápido que la luz, que viaja a 299.792 kilometros por segundo en el vacío. Las ecuaciones de Einstein, sin embargo, muestran que un objeto a la velocidad de la luz tendría tanto una masa infinita y una longitud de 0. Esto parece ser físicamente imposible, aunque algunos científicos han ampliado sus ecuaciones y dicen que podría hacerse. 

Un modelo de espacio-tiempo plegado ilustra cómo podría formarse un puente agujero de gusano con al menos dos bocas que están conectadas a una única garganta o tubo. (Crédito: edobric | Shutterstock)

Una posibilidad vinculada, afirmó la NASA, sería la creación de "agujeros de gusano" entre puntos en el espacio-tiempo. Aunque las ecuaciones de Einstein se apliquen para ellos, colapsarían muy rápidamente y sólo sería adecuado para partículas muy pequeñas. Además, los científicos todavía no han observado realmente a estos agujeros de gusano. La tecnología necesaria para crear un agujero de gusano está muy lejos de lo que tenemos hoy. 

Teorías alternativas para los viajes en el tiempo

Mientras que las teorías de Einstein parecen hacer difícil el viaje en el tiempo, algunos grupos han propuesto soluciones alternativas para saltar hacia atrás y adelante en el tiempo. 

- Cilindro infinito

El astrónomo Frank Tipler propone un mecanismo (a veces conocido como cilindro de Tipler), donde se tomaría materia que es 10 veces la masa del Sol, y luego se la rodaría en un muy largo, pero muy denso cilindro.

Cilindro de Tripler (Crédito: andersoninstitute.com)

 
Después de girar esto un par de millones de revoluciones por minuto, una nave espacial cercana -siguiendo una espiral muy precisa alrededor de este cilindro- podría meterse en una "cerrada curva de tiempo", según el Instituto Anderson. Hay limitaciones con este método, sin embargo, incluyendo el hecho de que el cilindro tiene que ser infinitamente largo para que esto funcione. 

- Los agujeros negros

Otra posibilidad sería la de mover una nave rápidamente alrededor de un agujero negro, o crear artificialmente esa condición con una enorme estructura giratoria.

"Vueltas y vueltas que irían experimentando sólo la mitad del tiempo de todo el mundo lejos del agujero negro. La nave y su tripulación estarían viajando a través del tiempo", escribió el físico Stephen Hawking en el Daily Mail en 2010.

"Imagínese que rodearon el agujero negro durante cinco de sus años. Diez años pasarían para la otra parte. Cuando llegaron a casa, todo el mundo en la Tierra habría envejecido cinco años más de lo que tenían".

Sin embargo, añadió, el equipo tendría que viajar cerca de la velocidad de la luz para que esto funcione. El físico Amos Iron, del Instituto Technion-Israel de Tecnología en Haifa, Israel, señaló otra limitación si se utiliza una máquina: podría desmoronarse antes de poder girar tan rápido. 

- Las cuerdas cósmicas

Otra teoría para los potenciales viajeros del tiempo implica algo que se llama cuerdas cósmicas -tubos estrechos de energía extendidos por toda la longitud del universo en constante expansión. Estas regiones delgadas, que quedaron del cosmos inicial, se prevé que contengan grandes cantidades de masa y por lo tanto podrían deformar el espacio-tiempo alrededor de ellas.

Las supercuerdas cósmicas se encierran y oscilan, produciendo ondas gravitatorias que luego se reducen lentamente a medida que pierden energía hasta que desaparecen. (Crédito: Matt DePies / UW)

 
Las cuerdas cósmicas son infinitas o están en bucles, sin extremos, dicen los científicos. La aproximación de dos de estas cadenas paralelas entre sí doblaría el espacio-tiempo con tanto vigor y en una configuración de este tipo particular, que puede hacer que sea posible viajar en el tiempo, en teoría.

Las máquinas del tiempo

"¿Me estás diciendo que has construido una máquina del tiempo... con un DeLorean?" (Crédito: Universal Studios)

 
En general se entiende que el viajar hacia adelante o hacia atrás en el tiempo requeriría un dispositivo -una máquina del tiempo- que te lleve allí. La investigación sobre la máquina del tiempo a menudo involucra doblar el espacio-tiempo hasta el momento en que las líneas de tiempo se vuelvan sobre sí mismas para formar un bucle, técnicamente conocido como "curva como del tiempo cerrada".

Para lograr esto, las máquinas del tiempo a menudo se piensa que necesitan una forma exótica de materia como la llamada "densidad de energía negativa". Tal materia exótica tiene propiedades extrañas, incluyendo el movimiento en la dirección opuesta de la materia normal cuando se la empuja. Esta cuestión podría teóricamente existir, pero si lo hiciera, podría estar presente sólo en cantidades demasiado pequeñas para la construcción de una máquina del tiempo.

Sin embargo, la investigación sugiere que el viaje en el tiempo en tales máquinas es posible sin la materia exótica. El trabajo comienza con un agujero en forma de rosquilla envuelto dentro de una esfera de materia normal. Dentro de este vacío con forma de rosquilla, el espacio-tiempo podría doblarse sobre sí mismo usando los campos gravitacionales enfocados para formar una curva como del tiempo cerrada. Para volver atrás en el tiempo, un viajero podría correr por el interior de la rosquilla, yendo aún más atrás en el pasado, con cada vuelta. Esta teoría, sin embargo, tiene una serie de obstáculos. Los campos gravitatorios requeridos para hacer una curva como del tiempo cerrada tendrían que ser muy fuertes, y la manipulación de ellos tendrían que ser muy precisa.

La paradoja del abuelo

Además de los problemas de la física, el viaje en el tiempo también puede venir con algunas situaciones únicas. Un ejemplo clásico es la paradoja del abuelo, en el que un viajero en el tiempo va y mata a sus padres o su abuelo -la trama principal en las películas de "Terminator"- o interfiere de otra manera en su relación -pensar en "Volver al futuro"- así que nunca ha nacido o su vida se ve alterada para siempre.

Si eso llegara a suceder, dicen algunos físicos, no estarías nacido en un universo paralelo, pero estarías aún nacido en otro. Otros dicen que los fotones que componen la luz prefieren la auto-consistencia en líneas de tiempo, lo que podría interferir con su plan maligno, suicida.

Algunos científicos no están de acuerdo con las opciones mencionadas arriba y dicen que es imposible viajar en el tiempo, no importa cuál sea su método. El de viajar más rápido que la luz, en particular, generó la irritación del astrofísico del Museo Americano de Historia Natural Charles Lu.

Eso "simple y matemáticamente no funciona", dijo en una entrevista anterior con el sitio LiveScience.

Además, los seres humanos puede que no sean capaces de soportar el viaje en el tiempo en lo absoluto. Viajar casi a la velocidad de la luz lo tornaría una centrifugadora, pero eso sería letal, dijo Jeff Tollaksen, profesor de física en la Universidad de Chapman, en 2012.

El uso de la gravedad también podría ser mortal. Para experimentar la dilatación del tiempo, uno puede pararse en una estrella de neutrones, pero las fuerzas que una persona experimentaría lo destrozaría primero.

¿Entonces es posible viajar en el tiempo? 

Crédito: blogs.independent.co.uk

 
Mientras que el viaje en el tiempo no parece posible -por lo menos, posible en el sentido de que los seres humanos pudieran sobrevivir- con la física que usamos hoy en día, el campo está en constante cambio. Los avances en las teorías cuánticas quizás podrían proporcionar una cierta comprensión de la forma de superar las paradojas del viaje en el tiempo.

Una posibilidad, aunque no necesariamente conduciría a viajar en el tiempo, es resolver el misterio de cómo ciertas partículas pueden comunicarse instantáneamente entre sí más rápido que la velocidad de la luz.

En el ínterin, sin embargo, los viajeros en el tiempo interesados ​​pueden al menos experimentarla indirectamente a través de películas, televisión y libros.

http://www.space.com/21675-time-travel.html?cmpid=514630_20140616_25874166 

Modificado por orbitaceromendoza