Aunque pensemos que la flecha del tiempo apunta siempre al futuro, los físicos no creen que este sea el siempre el caso. En busca de pistas para investigar esto, los investigadores han utilizado recientemente una mezcla de cloroformo y acetona, para crear condiciones en las que, para algunos propósitos, el tiempo parece retroceder.

Aunque este experimento no logre una máquina del tiempo que nos lleve a viajar al pasado, sí podría decirnos por qué nuestro universo está atrapado en una calle de un solo sentido.

Para realizar el experimento, un equipo internacional de físicos se centró en una característica principal que a menudo usamos para definir el tiempo: el movimiento de la energía.

Intuitivamente, el tiempo es bastante simple. Podemos recordar el pasado y no el futuro, por ejemplo.

Pero al dividir las cosas en reglas simples, descubrimos que no hay una razón clara por la cual una causa deba venir antes de su efecto. En los niveles más pequeños, podemos voltear la fórmula que describe los movimientos e interacciones de las partículas y aún obtener una imagen útil.

Entonces, ¿por qué el tiempo no se mueve hacia adelante y hacia atrás?

Una pista de esto puede encontrarse en algo llamado entropía. La entropía se define como la magnitud termodinámica que indica el grado de desorden molecular de un sistema. Por ejemplo, de acuerdo a las leyes de la termodinámica, no podríamos colocar un objeto caliente en una habitación fría para conseguir que la habitación se enfríe y el objeto se caliente más; pues las cosas calientes tienden a enfriarse.

Incluso si esto no nos dice exactamente por qué existe el tiempo, la termodinámica nos da una dirección inclinada para investigar.

El equipo analizó el cloroformo, una molécula compuesta de un átomo de carbono conectado a uno de hidrógeno y tres átomos de cloro.

Los investigadores usaron un fuerte campo magnético para alinear los núcleos de los átomos de carbono e hidrógeno cuando las moléculas fueron suspendidas en acetona y al manipular una propiedad de sus partículas llamada spin.

Esto les permitió «escuchar» su comportamiento mientras calentaban lentamente los núcleos usando resonancia magnética nuclear.

De acuerdo a la física, a medida que un núcleo se calienta debería transferir sus movimientos aleatorios a partículas más frías hasta que ambas tengan la misma temperatura, un cambio que sería reconocible en sus respectivos estados de energía.

En un experimento con condiciones normales esto sería exactamente lo que sucedería. Sin embargo, los investigadores encontraron una excepción bastante intrigante cuando las partículas se correlacionaron.

La correlación de partículas causó una diferencia significativa en cómo se compartía la energía entre los cuerpos: las partículas de hidrógeno calentadas se calentaban aún más, mientras que su compañero de carbono enredado que se encontraba más frío se enfriaba aún más.

Es decir, la investigación reveló al equipo el resultado equivalente y termodinámico de invertir el tiempo en un pequeño espacio del universo.

«Observamos un flujo de calor espontáneo desde el frío al sistema caliente», declaró el equipo en el estudio.

Como ya habíamos dicho, este estudio fue realizado a una escala muy pequeña, lo que no nos permitirá construir un dispositivo que nos permita volver al pasado; sin embargo ha quedado demostrado que la flecha del tiempo no es algo absoluto.

Ahora el trabajo de los científicos será el investigar cómo estas observaciones pueden escalar desde sistemas pequeños hasta sistemas macroscópicos, por ejemplo, el tamaño de un universo.

Esto podría ayudar a llenar algunos de los vacíos en la comprensión de por qué la dimensión del tiempo se inclina tanto en una dirección.

El estudio científico ha sido publicado en el sitio de pre-impresión arXiv.org.