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¿Viajaremos en el tiempo?

La cuestión de la naturaleza del tiempo es fundamental en la física moderna

Regreso al Futuro 2015
Reproducción de escenas de 'Regreso al futuro' en Sao Paulo, el pasado 17 de octubre. AFP

En todo el mundo se celebra hoy la figura de Marty Mcfly y su Delorean, un viajero en su máquina del tiempo, en versión ochentera, de aquella historia mucho más seria de H.G. Wells, que imaginó una Máquina del tiempo con el inconfundible aroma victoriano.

Como físico teórico, llevo varios días lidiando con las consabidas preguntas… ¿será posible?, ¿qué nos dice la ciencia seria? Tal vez este interés tenga que ver con el nuevo estilo de algunas superproducciones de Hollywood, como GravityInterstellar o The Martian, en las que se percibe un esfuerzo importante por respetar las leyes de la física en el desarrollo de las tramas, hasta el punto de que en ocasiones la ciencia se convierte en el héroe imprevisto de la historia.

No es el caso de Regreso al futuro que, desde el punto de vista de la ciencia, es más bien disparatada. En todo caso, la cuestión de la naturaleza del tiempo sí es fundamental en la física moderna y se pueden decir algunas cosas muy generales sobre la posibilidad del turismo temporal.

Lo primero que conviene recordar es que este mes hay un aniversario mucho más importante que el viaje al futuro del Delorean. El 25 de noviembre se cumplen 100 años desde que Einstein dio las últimas pinceladas a su gran obra: la teoría general de la relatividad. Sin duda, una de las joyas de la corona del intelecto humano, en la que Einstein describe las propiedades del espacio y el tiempo.

Lo que sabemos desde 1915 es que el espacio y el tiempo se mezclan entre sí en una entidad nueva llamada espacio-tiempo, que además es dinámica. Es decir, su estructura no está dada de una vez por todas, sino que depende de cuánta energía esté contenida en el espacio-tiempo. El espacio-tiempo se puede deformar, un hecho que nosotros percibimos como la fuerza de gravedad. Así que, cuanto más intensa sea la gravedad, más deformado está el espacio tiempo. El máximo se alcanza en los agujeros negros, que son una especie de sumideros de espacio-tiempo, pozos sin salida, que durante décadas fueron poco más que fórmulas en las pizarras de los teóricos, y hoy son esenciales para entender la astrofísica de estrellas y galaxias que podemos estudiar con telescopios.

El espacio y el tiempo se mezclan entre sí en una entidad nueva llamada espacio-tiempo, que además es dinámica

La realidad de la deformación del espacio-tiempo nos pone ante la posibilidad de hacerlo a nuestro antojo. Es decir, una máquina del tiempo funcionaría actuando sobre la estructura del espacio-tiempo. En este sentido, las más fáciles de imaginar son las máquinas para viajar al futuro: basta con montarse en una nave espacial suficientemente rápida, en la que el tiempo marcha más despacio según Einstein, de forma que a la vuelta el viajero se encuentra en el futuro. Esto es en principio posible, y las partículas elementales lo hacen todo el rato, cada vez que se pasean a altas velocidades, como ocurre por ejemplo en el acelerador de protones LHC del CERN. Claro que acelerar personas a velocidades próximas a la de la luz es mucho más difícil…

Otra posibilidad para viajar al futuro es pasarse unas vacaciones cerca de un agujero negro, como ocurre en la película “Interstellar”. El problema es que… están lejos y son peligrosos, pero… ¿y si nos fabricamos uno? Después de todo, cualquier máquina que deforme el espacio-tiempo y sea “portátil”, como un Delorean, seguramente tendrá pinta de agujero negro desde fuera, y por dentro sería un túnel con salida en otro lugar del espacio y otro momento del tiempo. Este tipo de construcciones se conocen como “agujeros de gusano” y son rutinarios para los frikis de la ciencia ficción. Lo que no se suele decir es que fabricar uno del tamaño del Delorean requeriría una energía equivalente a tomar 100 planetas como la Tierra y comprimirlos hasta que ocupan un espacio de unos… ¡dos metros de diámetro! Ciertamente complicado, y esto solo tiene en cuenta una de las entradas del túnel…

La principal ventaja de los agujeros de gusano es que tal vez permitirían viajar al pasado, algo mucho más difícil que viajar al futuro. De hecho, el viaje al pasado parece estar prohibido por las leyes de la física. Cada vez que uno imagina una situación con viaje al pasado, algo se vuelve inconsistente. Está el famoso problema de Mcfly, puedes impedir que tus padres se enamoren…un problema que se repite en detalle en el propio “diseño” de la máquina del tiempo. Por ejemplo, los agujeros de gusano tienden a desplomarse sobre el viajero. Para sostenerlos abiertos hace falta concentrar un montón de energía negativa, de un tipo que jamás hemos visto en las partículas elementales conocidas. Aun cuando esta energía negativa pudiera conseguirse de alguna manera, la sola irrupción del viajero en el interior del túnel produciría una perturbación que desplomaría sus paredes y arruinaría el viaje.

'Fabricar' un agujero de gusano del tamaño del Delorean requeriría una energía equivalente a tomar 100 planetas como la Tierra y comprimirlos hasta que ocupan un espacio de unos… ¡dos metros de diámetro!

En resumen: viajes al futuro, sí en principio, no en la práctica. Viajes de retorno, seguramente imposibles por principio. Esto es lo que podemos decir con las leyes de la física en la mano. Claro está que los guionistas de Hollywood no se detienen ante nada… si nuestro universo nos censura, siempre podemos imaginar que el viajero entra en otra dimensión, una especie de “universo paralelo” en el que las leyes de la física son diferentes, como ocurre en el interior del “Gargantúa” de “Interstellar”. El problema es que entonces el juego tiene unas reglas demasiado laxas para que interese a un físico teórico.

Otra posibilidad es jugar a ser dioses y darle la vuelta al tiempo a las bravas. En este caso la máquina del tiempo actuaría sobre todo el mundo: una gigantesca “moviola” que invertiría todos los procesos físicos excepto los del viajero, ya que no sería muy divertido que éste “olvidara” que viene del futuro. Pero el mundo es muy grande. Incluso si nos restringimos a actuar sobre la parte del mundo que puede entrar en contacto con el viajero, se trata de una esfera con tantos años luz como años de salto temporal queremos realizar. Hay muchísimos átomos en esa esfera gigantesca, y todos y cada uno de ellos deben ser delicadamente manipulados, igual que una mancha de café desparramado por la mesa, que se introduce ordenadamente en la taza volcada, con un movimiento coordinado que golpea la taza y la pone de pie suavemente, para acabar golpeando tu mano en el proceso exactamente inverso de ese descuido habitual… En resumen, el Dios capaz de invertir el tiempo en un universo necesita un ordenador mucho mayor que el propio universo para realizar el cálculo necesario, otra ley fundamental de la física que nos coloca en las fronteras de lo desconocido.

José Luis Fernández Barbón.  Investigador del Instituto de Física Teórica IFT UAM/CSIC, Madrid

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