Tiempo para pensar sobre el tiempo

La mayoría de los seres humanos se pasa la vida mirando el reloj, y todos recuerdan el pasado y se sienten impotentes para predecir el futuro, pero casi nadie dedica tiempo a pensar sobre el tiempo. Mezclarse un cubalibre es un buen momento para hacerlo, como recordaron los físicos reunidos en la primera semana de octubre en Huelva. Las conclusiones de la reunión señalan que muchas cosas han cambiado en los últimos cinco años en la percepción del tiempo en la física actual. Ninguno de los asistentes creía ya en el sueño de los viajes por el tiempo y muchos se inclinaban por pensar que el tiempo no existe.Cuando se echa el ron sobre la coca-cola, se observa que si se deja pasar el tiempo suficiente el ron se disuelve de forma que cualquier sorbo que se tome del líquido tiene un poco de ron. Se puede mezclar un cubalibre, pero no se puede desmezclar sin introducir elementos ajenos. Tampoco se puede obtener hielo de un vaso de agua en el que se ha derretido un cubito de hielo, ni se puede devolver el calor de los rayos solares al Sol. Estos procesos son ejemplos de la direccionalidad del tiempo, que sólo corre en un sentido y desafía, por tanto, todas las leyes aceptadas de la física, que son simétricas (admiten valores positivos y negativos del tiempo).

En el principio eran el espacio y el tiempo. Las fórmulas de Newton, con su e y su t, dieron paso a las fórmulas de Einstein, y el espacio y el tiempo siguieron siendo la base de la física. Sin embargo, el tiempo tal como está definido da muchos quebraderos de cabeza a los físicos, que han tenido que establecer una propiedad, la flecha del tiempo, para poder encajar lo que los seres humanos, incluidos los propios físicos, sienten y ven todos los días. Con la flecha del tiempo que señala la dirección en que corre, los científicos pueden ya olvidar que en todas las ecuaciones físicas -incluidas las de la relatividad y en parte las de la mecánica cuántica- se puede cambiar una t por una -t sin que pase nada. Y, sin embargo, no se puede hacer algo tan básico como dar marcha atrás a un vaso de cristal que se ha caído de una mesa y recuperarlo intacto, aunque las leyes de la física lo permiten.

Mecánica cuántica

Los expertos reunidos en Mazagón (Huelva) para estudiar la asimetría del tiempo representaban a muchos de los que en los últimos años intentan dar saltos de gigante en la física teórica y llegar a un marco en el que puedan moverse con comodidad. Al terminar la reunión habían discutido sobre la flecha del tiempo en la mecánica estadística, en teoría de la información y en la mecánica cuántica y la cosmología. También habían dado los primeros pasos, de la mano de Stephen Hawking, para integrar dos de las flechas del tiempo -hay muchas-, la termodinámica y la cosmológica. Asimismo descartaron los viajes por el tiempo, basándose en los últimos cálculos aplicados al grado de desorden (entropía) existente en el universo y a su evolución.

Y además dejaron claro que empiezan a cuestionarse si el tiempo existe, si es una magnitud fundamental o un concepto derivado que se utiliza porque es útil. La culpa de este intento de defenestración del tiempo la tiene el otro gran marco teórico surgido en el siglo XX junto a la relatividad, la mecánica cuántica.

Al intentar relacionar en los últimos años la teoría general de la relatividad de Einstein (la gravitación), que explica el funcionamiento del universo en las escalas grandes y medianas, con la mecánica cuántica, que funciona únicamente en distancias muy pequeñas con su incertidumbre inherente, los físicos han llegado a un punto muerto. La llamada gravitación cuántica, el objeto de estos intentos, se encuentra todavía en estado embrionario, y el punto muerto no parece que se pueda sobrepasar si no sufre un verdadero terremoto la visión actual de la realidad física. La víctima principal más probable de este terremoto es el tiempo.

Como advertía uno de los participantes, el tiempo parece un tema muy popular y asequible, pero en el marco cosmológico de imaginación y matemáticas es un mero instrumento para remontarse a los primeros momentos de la hipotética creación del universo, explorar las propiedades de las singularidades en el espacio-tiempo representadas en el universo por los agujeros negros e intentar llegar a la unificación de las fuerzas que rigen el universo. Un escenario complejo que refleja la pregunta hecha por uno de los participantes a otro de sus compañeros y que empezaba así: "Me parece que la sugerencia, original de Penrose [Roger Penrose, un conocido físico británico] de que el tensor de Weyl es una medida de la entropía de un campo gravitatorio no se puede ya considerar satisfactoria. Me gustaría proponer que se investigue en vez de eso la complejidad algorítmica del campo gravitatorio y tratar de demostrar que, empezando con un campo gravitatorio liso, la complejidad aumenta con el tiempo

Del tiempo al Big Bang

El tiempo es un tema que estudian los cosmólogos que se dedican a los orígenes y la evolución del universo. El hilo que une el reloj y el Big Bang (la explosión inicial) consta de varias etapas. Por la segunda ley de la termodinámica, la entropía (el grado de desorden) de un sistema aislado aumenta con el tiempo, que sólo fluye en un sentido (los vasos se rompen, los líquidos se mezclan, el azúcar se deshace). Si esto sucede en el universo, es que el universo empezó hace mucho tiempo con un grado de entropía muy bajo. Pero si el universo empezó con una gran explosión debía tener una entropía alta. Y los físicos sólo se pueden explicar esta paradoja recurriendo a las regiones singulares del espacio-tiempo establecidas por Einstein donde surge el temido concepto del infinito. Como esto no es satisfactorio, los científicos recurren a la mecánica cuántica y a su combinación con la gravitación para llegar a la gravitación cuántica, como medio de resolver el punto muerto en que están.