¿Es posible viajar en el tiempo? Respuesta corta: Sí, y lo estás haciendo ahora mismo: lanzándote hacia el futuro a la impresionante velocidad de un segundo por segundo.
Casi siempre te mueves en el tiempo a la misma velocidad, ya sea que estés viendo cómo se seca la pintura o deseando tener más horas para visitar a un amigo de fuera de la ciudad.
Pero este no es el tipo de viaje en el tiempo que cautivó a innumerables escritores de ciencia ficción, ni que impulsó un género tan extenso que Wikipedia enumera más de 400 títulos en la categoría "Películas sobre viajes en el tiempo". En franquicias como " Doctor Who ", " Star Trek " y "Regreso al futuro", los personajes se suben a algún vehículo salvaje para volar hacia el pasado o girar hacia el futuro. Una vez que los personajes han viajado en el tiempo, se enfrentan a lo que sucede si cambias el pasado o el presente en función de información del futuro (que es donde las historias de viajes en el tiempo se cruzan con la idea de universos paralelos o líneas de tiempo alternativas).
Aunque muchas personas están fascinadas por la idea de cambiar el pasado o ver el futuro antes de lo previsto, ninguna persona ha demostrado jamás el tipo de viaje en el tiempo de ida y vuelta que se ve en la ciencia ficción ni ha propuesto un método para enviar a una persona a través de períodos significativos. de tiempo que no los destruiría en el camino. Y, como señaló el físico Stephen Hawking en su libro " Black Holes and Baby Universes" (Bantam, 1994), "La mejor evidencia que tenemos de que viajar en el tiempo no es posible, y nunca lo será, es que no hemos sido invadidos por hordas de turistas del futuro."
Sin embargo, la ciencia apoya cierta cantidad de flexión del tiempo. Por ejemplo, la teoría de la relatividad especial del físico Albert Einstein propone que el tiempo es una ilusión que se mueve con respecto a un observador. Un observador que viaja cerca de la velocidad de la luz experimentará el tiempo, con todas sus consecuencias (aburrimiento, envejecimiento, etc.) mucho más lentamente que un observador en reposo. Es por eso que el astronauta Scott Kelly envejeció un poco menos en el transcurso de un año en órbita que su hermano gemelo que permaneció aquí en la Tierra.
Existen otras teorías científicas sobre los viajes en el tiempo, incluidas algunas físicas extrañas que surgen en torno a los agujeros de gusano , los agujeros negros y la teoría de cuerdas . Sin embargo, en su mayor parte, los viajes en el tiempo siguen siendo el dominio de una variedad cada vez mayor de libros, películas, programas de televisión, cómics, videojuegos y más de ciencia ficción.
La teoría de Albert Einstein
Einstein desarrolló su teoría de la relatividad especial en 1905. Junto con su posterior expansión, la teoría de la relatividad general , se ha convertido en uno de los principios fundamentales de la física moderna. La relatividad especial describe la relación entre el espacio y el tiempo para objetos que se mueven a velocidades constantes en línea recta.
La versión corta de la teoría es engañosamente simple. En primer lugar, todas las cosas se miden en relación con otra cosa; es decir, no existe un marco de referencia "absoluto". En segundo lugar, la velocidad de la luz es constante. Permanece igual pase lo que pase y sin importar desde dónde se mida. Y tercero, nada puede ir más rápido que la velocidad de la luz.
A partir de esos simples principios se desarrolla el viaje en el tiempo real y real. Un observador que viaja a alta velocidad experimentará el tiempo a un ritmo más lento que un observador que no viaja a gran velocidad por el espacio.
Si bien no aceleramos a los humanos a una velocidad cercana a la de la luz, sí los enviamos girando alrededor del planeta a 17.500 mph (28.160 km/h) a bordo de la Estación Espacial Internacional . El astronauta Scott Kelly nació en honor a su hermano gemelo y compañero astronauta, Mark Kelly . Scott Kelly pasó 520 días en órbita, mientras que Mark registró 54 días en el espacio. La diferencia en la velocidad con la que experimentaron el tiempo a lo largo de sus vidas en realidad ha ampliado la diferencia de edad entre los dos hombres.
"Entonces, donde solía ser solo 6 minutos mayor, ahora soy 6 minutos y 5 milisegundos mayor", dijo Mark Kelly en una mesa redonda el 12 de julio de 2020, informó anteriormente Space.com . "Ahora ya no tengo eso en la cabeza".
Relatividad general y viajes en el tiempo
La diferencia que supone la órbita terrestre baja en la vida de un astronauta puede ser insignificante (más adecuada para bromas entre hermanos que para prolongar la vida real o visitar un futuro lejano), pero la dilatación del tiempo entre las personas en la Tierra y los satélites GPS que vuelan por el espacio sí supone una diferencia.
El Sistema de Posicionamiento Global, o GPS, nos ayuda a saber exactamente dónde estamos comunicándonos con una red de unas pocas docenas de satélites ubicados en una órbita terrestre alta. Los satélites orbitan el planeta a 20.100 kilómetros (12.500 millas) de distancia, moviéndose a 14.000 km/h (8.700 mph).
Según la relatividad especial, cuanto más rápido se mueve un objeto en relación con otro objeto, más lento experimenta el tiempo ese primer objeto. Para los satélites GPS con relojes atómicos, este efecto reduce 7 microsegundos, o 7 millonésimas de segundo, cada día, según la publicación Physics Central de la Sociedad Estadounidense de Física.
Entonces, según la relatividad general, los relojes más cercanos al centro de una gran masa gravitacional como la Tierra funcionan más lentamente que los que están más lejos. Entonces, debido a que los satélites GPS están mucho más lejos del centro de la Tierra en comparación con los relojes en la superficie, agregó Physics Central, eso agrega otros 45 microsegundos a los relojes de los satélites GPS cada día. Combinado con los 7 microsegundos negativos del cálculo de la relatividad especial, el resultado neto es 38 microsegundos adicionales.
Esto significa que para mantener la precisión necesaria para localizar su automóvil o teléfono (o, dado que el sistema está administrado por el Departamento de Defensa de EE. UU., un dron militar), los ingenieros deben tener en cuenta 38 microsegundos adicionales en el día de cada satélite. Los relojes atómicos a bordo no avanzan al día siguiente hasta que hayan funcionado 38 microsegundos más que los relojes comparables de la Tierra.
Teniendo en cuenta esas cifras, se necesitarían más de siete años para que el reloj atómico de un satélite GPS se desincronice del reloj de la Tierra en más de un abrir y cerrar de ojos. (Hicimos los cálculos: si se estima que un parpadeo durará al menos 100.000 microsegundos, como lo hace la Base de datos de números biológicos útiles de Harvard , se necesitarían miles de días para que esos cambios de 38 microsegundos se sumen).
Este tipo de viaje en el tiempo puede parecer tan insignificante como la diferencia de edad de los hermanos Kelly, pero dada la hiperprecisión de la tecnología GPS moderna, en realidad sí importa. Si puede comunicarse con los satélites que pasan zumbando por encima de usted, su teléfono puede determinar su ubicación en el espacio y el tiempo con una precisión increíble.
¿Pueden los agujeros de gusano hacernos retroceder en el tiempo?
Según la NASA, la relatividad general también podría proporcionar escenarios que permitan a los viajeros retroceder en el tiempo . Pero la realidad física de esos métodos de viaje en el tiempo no es pan comido.
Los agujeros de gusano son "túneles" teóricos a través del tejido del espacio-tiempo que podrían conectar diferentes momentos o ubicaciones de la realidad con otros. También conocidos como puentes de Einstein-Rosen o agujeros blancos, a diferencia de los agujeros negros, abundan las especulaciones sobre los agujeros de gusano. Pero a pesar de ocupar mucho espacio (o espacio-tiempo) en la ciencia ficción, no se han identificado agujeros de gusano de ningún tipo en la vida real.
"Todo el asunto es muy hipotético en este momento", dijo Stephen Hsu, profesor de física teórica en la Universidad de Oregon, al sitio hermano de Space.com, Live Science . "Nadie cree que vayamos a encontrar un agujero de gusano en el corto plazo".
Se predice que los agujeros de gusano primordiales tendrán sólo 10^-34 pulgadas (10^-33 centímetros) en la "boca" del túnel. Anteriormente, se esperaba que fueran demasiado inestables para que algo pudiera viajar a través de ellos. Sin embargo, un estudio afirma que este no es el caso, informó Live Science .
La teoría, que sugiere que los agujeros de gusano podrían funcionar como atajos viables del espacio-tiempo, fue descrita por el físico Pascal Koiran. Como parte del estudio, Koiran utilizó la métrica de Eddington-Finkelstein, a diferencia de la métrica de Schwarzschild que se ha utilizado en la mayoría de los análisis anteriores.
En el pasado, la trayectoria de una partícula no se podía rastrear a través de un hipotético agujero de gusano. Sin embargo, utilizando la métrica de Eddington-Finkelstein, el físico pudo lograr precisamente eso.
El artículo de Koiran se describió en octubre de 2021, en la base de datos preimpresa arXiv , antes de ser publicado en el Journal of Modern Physics D.
Teorías alternativas
Si bien las teorías de Einstein parecen dificultar los viajes en el tiempo, algunos investigadores han propuesto otras soluciones que podrían permitir saltos hacia adelante y hacia atrás en el tiempo. Estas teorías alternativas comparten un defecto importante: hasta donde los científicos pueden decir, no hay manera de que una persona pueda sobrevivir al tipo de atracción y empuje gravitacional que requiere cada solución.
Teoría del cilindro infinito
El astrónomo Frank Tipler propuso un mecanismo (a veces conocido como cilindro Tipler ) en el que se podía tomar materia que tiene 10 veces la masa del sol y luego enrollarla hasta formar un cilindro muy largo pero muy denso. El Instituto Anderson , una organización de investigación de viajes en el tiempo, describió el cilindro como "un agujero negro que ha atravesado una fábrica de espaguetis".
Después de hacer girar este espagueti de agujero negro a unos pocos miles de millones de revoluciones por minuto, una nave espacial cercana, siguiendo una espiral muy precisa alrededor del cilindro, podría viajar hacia atrás en el tiempo en una "curva cerrada similar al tiempo", según el Instituto Anderson.
El principal problema es que para que el cilindro Tipler se hiciera realidad, el cilindro tendría que ser infinitamente largo o estar hecho de algún tipo de materia desconocida. Al menos en el futuro previsible, la pasta interestelar sin fin está fuera de nuestro alcance.
Donas del tiempo
El físico teórico Amos Ori del Instituto Tecnológico Technion-Israel en Haifa, Israel, propuso un modelo para una máquina del tiempo hecha de espacio-tiempo curvo: un vacío en forma de rosquilla rodeado por una esfera de materia normal.
"La máquina es el espacio-tiempo mismo", dijo Ori a WordsSideKick.com . "Si tuviéramos que crear un área con una deformación como esta en el espacio que permitiera que las líneas del tiempo se cerraran sobre sí mismas, podría permitir que las generaciones futuras regresen a visitar nuestro tiempo".
