Viaje en el tiempo de la teoría de las cuerdas
Me gustaría llevarte conmigo, sólo por un minuto o dos, en un viaje a través del espacio y el tiempo. Estamos ocupados en nuestros asuntos, viendo pasar las estrellas y las galaxias, cuando, de repente, una fuerza invisible nos atrae. Cuanto más nos acercamos a su fuente, más rápido nos movemos. Finalmente, nos movemos tan rápido que el tiempo se ralentiza. Nos volvemos extremadamente pesados y nada puede detenernos: nos precipitamos hacia un agujero negro.
Pero nuestro viaje debe terminar aquí. Dejando de lado la tortura que supondría para nuestros cuerpos ir más allá, no podemos ni imaginar lo que hay más allá de este punto. En el centro de un agujero negro, nuestra mejor descripción de la gravedad, la teoría general de la relatividad, se rompe y nuestra otra gran teoría de la naturaleza, la mecánica cuántica, debe entrar en acción. Hemos llegado a un punto en el que nuestras dos mejores formas de describir el universo -la relatividad a gran escala y la mecánica cuántica a muy pequeña- se unen de alguna manera que aún no comprendemos. Tratar de unificarlas sigue siendo uno de nuestros mayores retos.
Paradoja del viaje en el tiempo
Hasta hace poco, la mayoría de los estudios sobre los viajes en el tiempo se basaban en la relatividad general clásica. Para llegar a una versión cuántica de los viajes en el tiempo, los físicos tienen que averiguar las ecuaciones de evolución del tiempo para los estados de densidad en presencia de curvas cerradas de tiempo (CTC).
Novikov[1] había conjeturado que, una vez que se tiene en cuenta la mecánica cuántica, siempre existen soluciones autoconsistentes para todas las configuraciones de la máquina del tiempo y las condiciones iniciales. Sin embargo, se ha observado que tales soluciones no son únicas en general, violando el determinismo, la unitaridad y la linealidad.
La aplicación de la autoconsistencia a las máquinas del tiempo de la mecánica cuántica ha tomado dos caminos principales. La regla de Novikov aplicada a la propia matriz de densidad da la prescripción de Deutsch. Aplicada en cambio al vector de estado, la misma regla da una física no unitaria con una descripción dual en términos de postselección.
En 1991, David Deutsch[2] presentó una propuesta para las ecuaciones de evolución temporal, con especial atención a cómo resuelve la paradoja del abuelo y el no determinismo. Sin embargo, su resolución de la paradoja del abuelo se considera insatisfactoria para algunas personas, porque afirma que el viajero del tiempo vuelve a entrar en otro universo paralelo, y que el estado cuántico real es una superposición cuántica de estados en los que el viajero del tiempo existe y no existe.
La física de los viajes en el tiempo
Este artículo sobre los viajes en el tiempo en la ciencia ficción forma parte de la serie del blog Science in Sci-fi, Fact in Fantasy. Cada semana, abordamos uno de los conceptos científicos o tecnológicos omnipresentes en la ciencia ficción (viajes espaciales, ingeniería genética, inteligencia artificial, etc.) con la aportación de un experto. Únase a la lista de correo para recibir una notificación cada vez que se publique un nuevo contenido.
Todos tenemos cosas que salieron mal y que nos gustaría corregir. El arrepentimiento es una emoción común, por lo que no es de extrañar que uno de los tropos más populares de la ciencia ficción sea el viaje en el tiempo. Desde el DeLorean de Doc Brown, equipado con un condensador de flujo, hasta la Tardis del Doctor, pasando por las piedras fijas de Outlander y el girador de tiempo de Hermione, es un tropo tanto en la fantasía como en la ciencia ficción. Aunque el viaje en el tiempo se asocia más con la relatividad que con la mecánica cuántica, las recientes interpretaciones de ficción se inclinan más por la mecánica cuántica.
Una de las mayores fuentes de conflicto en las líneas argumentales de los viajes en el tiempo es la posibilidad de que viajar al pasado pueda interferir en el presente de forma terrible. Una de las versiones más famosas de esto se llama la paradoja del abuelo. Si retrocedes en el tiempo y matas a tu propio abuelo, entonces nunca naces, lo que significa que no puedes retroceder en el tiempo y matar a tu propio abuelo, lo que significa que naces y retrocedes en el tiempo y… ¿ves el problema?
Cristales de tiempo cuánticos
En la física clásica, el movimiento del tiempo se describe más o menos como un movimiento de un estado más organizado a otro menos organizado. Los físicos llaman a esto entropía. Este movimiento puede observarse en sistemas cotidianos como la putrefacción de los alimentos o el crecimiento de un árbol, o el simple proceso de cocción de una comida en el fogón.
Debido a este aspecto aparentemente unidireccional del movimiento del tiempo, a menudo llamado flecha del tiempo, la mayoría de los físicos están de acuerdo en que viajar hacia atrás en el tiempo violaría una serie de procesos y propiedades conocidas de la física, lo que probablemente lo haría casi imposible fuera de la ciencia ficción.
En comparación, avanzar en el tiempo es relativamente sencillo. Basta con acelerar hasta acercarse a la velocidad de la luz, aprovechando así los efectos relativistas que harán que el tiempo en el mundo exterior viaje mucho más rápido que para ti. En resumen, si viajas lo suficientemente cerca de la velocidad de la luz, envejecerás significativamente más lento que el mundo que te rodea, lo que significa que, a todos los efectos, habrás viajado al futuro.