Estudiante de doctorado explica cómo construir una máquina del tiempo


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Estudiante de doctorado explica cómo construir una máquina del tiempo
Crédito: Marco Dino Pennino

En esta nota publicada por The Conversation, Gaurav Khanna, profesor de Física de la University of Massachusetts da a conocer los detalles de un estudio acerca del viaje en el tiempo, y dice que sería posible viajar al futuro, escapando de la ciencia ficción.

El concepto de viaje en el tiempo siempre ha capturado la imaginación de físicos y personas en general por igual. ¿Pero es realmente posible? Por supuesto que lo es. Lo estamos haciendo ahora mismo, ¿no? Todos estamos viajando hacia el futuro de un segundo a la vez.

Pero eso no era lo que estabas pensando. ¿Podemos viajar mucho más lejos en el futuro? Absolutamente.

Si pudiéramos viajar cerca de la velocidad de la luz, o en la proximidad de un agujero negro, el tiempo se desaceleraría y nos permitirá viajar arbitrariamente hacia el futuro. La pregunta realmente interesante es si podemos viajar al pasado.

Viaje en el tiempo al futuro

Soy profesor de física en la University of Massachusetts, Dartmouth, y escuché por primera vez sobre la noción de viaje en el tiempo cuando tenía 7 años, de un episodio de la serie clásica de televisión de Carl Sagan, Cosmos, en 1980.

En ese momento decidí que, algún día, iba a seguir un estudio profundo de la teoría que subyace a ideas tan creativas y notables: la relatividad de Einstein. Veinte años después, salí con un doctorado en el campo y desde entonces he sido un investigador activo en la teoría.

De acuerdo a un estudiante de doctorado, el viaje en el tiempo al futuro sería posible, y hasta ha diseñado una posible máquina del tiempo.
De acuerdo a un estudiante de doctorado, el viaje en el tiempo al futuro sería posible, y hasta ha diseñado una posible máquina del tiempo.

Ahora, uno de mis estudiantes de doctorado acaba de publicar un artículo en la revista Classical and Quantum Gravity que describe cómo construir una máquina del tiempo utilizando una construcción muy simple.

Curvas de tiempo cerrado

La teoría general de la relatividad de Einstein permite la posibilidad de distorsionar el tiempo a un grado tan alto que realmente se pliega sobre sí mismo, dando como resultado un bucle de tiempo. Imagina que viajas por este bucle; eso significa que en algún momento, terminarás en un momento en el pasado y comenzarás a experimentar los mismos momentos desde que, una vez más, un poco como deja vu, excepto que no te darías cuenta.

Tales construcciones a menudo se denominan «closed time-like curves» («curvas cerradas de tipo temporal») o CTC en la literatura de investigación, y se conocen popularmente como «máquinas del tiempo». Las máquinas del tiempo son un subproducto de esquemas de viaje efectivos más rápidos que la luz y comprenderlos puede mejorar nuestra comprensión de cómo funciona el universo.

En las últimas décadas, conocidos físicos como Kip Thorne y Stephen Hawking produjeron trabajos seminales en modelos relacionados con máquinas del tiempo.

 

La teoría general de la relatividad de Einstein permite la posibilidad de distorsionar el tiempo
La teoría general de la relatividad de Einstein permite la posibilidad de distorsionar el tiempo.

La conclusión general que surgió de investigaciones anteriores, incluidas las de Thorne y Hawking, es que la naturaleza prohíbe los ciclos de tiempo.

Esto quizás se explica mejor en la «Chronology Protection Conjecture» de Hawking, que esencialmente dice que la naturaleza no permite cambios en su historia pasada, evitando así las paradojas que pueden surgir si fuera posible viajar en el tiempo.

Quizás la más conocida entre estas paradojas que surgen debido al viaje en el tiempo hacia el pasado es la llamada «paradoja del abuelo», en la cual un viajero regresa al pasado y asesina a su propio abuelo.

Esto altera el curso de la historia de manera que surge una contradicción: el viajero nunca nació y, por lo tanto, no puede existir.

Ha habido muchas tramas de películas y novelas basadas en las paradojas que resultan de los viajes en el tiempo, quizás algunas de las más populares son las películas de Back to the Future y el Groundhog Day.

Materia exótica

Dependiendo de los detalles, diferentes fenómenos físicos pueden intervenir para evitar que se desarrollen curvas cerradas como el tiempo en los sistemas físicos. El más común es el requisito de un tipo particular de materia «exótica» que debe estar presente para que exista un bucle de tiempo.

En términos generales, la materia exótica es una materia que tiene una masa negativa. El problema es que la masa negativa no se sabe que existe en la naturaleza.

Se necesita que exista materia exótica para generar un bucle de tiempo
Se necesita que exista materia exótica para generar un bucle de tiempo.

Caroline Mallary, estudiante de doctorado de la University of Massachusetts, Dartmouth, ha publicado un nuevo modelo para una máquina del tiempo en la revista Classical & Quantum Gravity.

Este nuevo modelo no requiere ningún material exótico de masa negativa y ofrece un diseño muy simple.

El modelo de Mallary consiste en dos autos súper largos, construidos con material que no es exótico y tienen una masa positiva, estacionados en paralelo. Un carro avanza rápidamente, dejando el otro estacionado. Mallary fue capaz de demostrar que en tal configuración, se puede encontrar un bucle de tiempo en el espacio entre los autos.

Entonces, ¿puedes construir esto en tu patio?

Si sospechas que hay una trampa, estás en lo correcto. El modelo de Mallary requiere que el centro de cada auto tenga una densidad infinita. Eso significa que contengan objetos, llamados singularidades, con una densidad, temperatura y presión infinitas.

Es posible construir una máquina del tiempo de acuerdo a la estudiante de doctorado, sin embargo, hay un detalle
Es posible construir una máquina del tiempo de acuerdo a la estudiante de doctorado, sin embargo, hay un detalle. Crédito: Back to the Future / Universal Pictures

Además, a diferencia de las singularidades que están presentes en el interior de los agujeros negros, lo que las hace totalmente inaccesibles desde el exterior, las singularidades en el modelo de Mallary son completamente desnudas y observables, y por lo tanto tienen verdaderos efectos físicos.

Los físicos tampoco esperan que objetos tan peculiares existan en la naturaleza. Así que, desafortunadamente, una máquina del tiempo no estará disponible pronto.

Sin embargo, este trabajo muestra que los físicos pueden tener que refinar sus ideas acerca de por qué están prohibidas las curvas de tipo cerrado de tiempo.

El estudio científico ha sido publicado en la revista Classical and Quantum Gravity y puede ser leído en su totalidad en el sitio web de pre-impresión arXiv.org.


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