Viajes En El Tiempo

Artículo ¿ES POSIBLE VIAJAR EN EL TIEMPO? Gustavo E. Romero Instituto Argentino de Radioastronomía (IAR) Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas (UNLP)

Introducción

En 1895, al comienzo de su carrera como novelista, el periodista y sociólogo inglés Herbert George Wells (1866-1946) publicó la novela The Time Machine, que se transformaría en texto un clásico y precursor de la literatura de ciencia ficción. En la novela, el protagonista, the time traveller, expresaba: [El hombre civilizado] puede vencer la gravedad utilizando globos, ¿por qué no le sería entonces posible también detener o acelerar su fluir por la dimensión temporal, o incluso revertirlo y viajar hacia atrás en ella?. Cien años después de la aparición de The Time Machine la humanidad ha vencido la gravedad no sólo mediante globos sino con máquinas que pesan cientos de toneladas. Aviones que alcanzan velocidades supersónicas, satélites artificiales que orbitan la Tierra, sondas espaciales que exploran la superficie de otros planetas y llegan hasta los confines del sistema solar, constituyen ejemplos adicionales del dominio de la naturaleza adquirido desde la época de Wells. ¿Pero qué ha sucedido con la dimensión temporal? ¿Admiten las leyes de la física, tal como se conocen en el presente, la posibilidad de construir máquinas del tiempo?

La teoría que en principio permite esbozar una respuesta a la pregunta de Wells es la Relatividad General, que fue enunciada por Albert Einstein apenas 20 años después de la publicación de la primera edición de The Time Machine. Einstein postuló, en contra de lo pensado hasta entonces, que la estructura geométrica del espacio y del tiempo no es absoluta sino que está determinada por la distribución de masa y energía existente en el Universo. Esto significa que la distancia entre dos puntos del espacio-tiempo es alterada por la presencia de cuerpos masivos o energéticos. ¿Pero puede dicha alteración ser suficiente como para que al recorrer una pequeña distancia en un tiempo corto de acuerdo con nuestro reloj podamos alcanzar puntos que están muy alejados, tanto en el espacio como en el tiempo, para otros observadores? ¿Puede suceder que, acaso, el tiempo se distorsione al punto de que podamos alcanzar nuestro pasado?

Responder a estas preguntas implica entender la naturaleza misma del espacio y el tiempo. Estas preguntas están relacionadas con otras, de tipo filosófico, como ¿Qué son el espacio y el tiempo?

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¿Existe el pasado? ¿Existe el futuro? ¿Si el pasado y el futuro existen, son modificables desde el presente? ¿Somos libres o nuestras acciones están determinadas?

En la teoría Newtoniana del espacio y el tiempo, el primero es como un escenario vacío en el que ocurren los eventos, y el segundo es como un fluido, constante, que recorre todo el espacio permitiendo el cambio. Aunque podemos formular un la teoría Newtoniana de la gravitación en un lenguaje de 4 dimensiones, tres espaciales y 1 temporal, no podemos dentro de esa teoría desplazarnos por la dimensión temporal como podemos hacerlo por las dimensiones espaciales. Nos movemos en las dimensiones espaciales respecto de la dimensión temporal. Esto es, para ir de la posición A a la B debemos adquirir una velocidad V que debe ser diferente de cero respecto de A. Si queremos movernos en el tiempo, esto es, ir del instante t1 al instante t2, deberíamos adquirir velocidad respecto a una quinta dimensión, un “super-tiempo”. Así, por ejemplo, nos moveríamos a 12 segundos por segundo, donde el primero “segundo” pertenece al tiempo y el segundo “segundo” al “super-tiempo”. No hay evidencia alguna de que tal “super-tiempo” exista. De hecho, aunque existiese, una maquina del tiempo como la que imaginó H.G. Wells (ver figura 1), jamás podría funcionar.

Figura 1: Modelo de máquina del tiempo imaginada por H.G. Wells, de acuerdo con la película de George Pal, The Time Machine (1960), protagonizada por Rod Taylor.

La razón es muy sencilla. La máquina posee una palanca: si se mueve hacia delante, avanza hacia el futuro, si se mueve hacia atrás, retrocede al pasado. La máquina siempre permanece en el mismo lugar del espacio. Es obvio que al no moverse la máquina, en los instantes anteriores y posteriores al accionarse de la palanca, el lugar ocupado por la máquina estará ocupado…por la propia máquina, que entonces colisionará con ella misma. Esto nos muestra, que si el viaje en el tiempo es posible, debe implicar siempre un viaje en el espacio también.

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Los elementos para poder pensar seriamente en la posibilidad física del viaje en el tiempo sólo comenzaron a aparecer con la formulación de la teoría general de la relatividad por Albert Einstein (1879-1955, Fig.2), en noviembre de 1915. Las ecuaciones de Einstein relacionan la geometría (en palabras técnicas, la métrica, o sea la forma en la cual se miden las distancias) del espacio-tiempo con el contenido de energía e impulso de los sistemas físicos que lo forman. El espacio-tiempo fue introducido en 1907 por el matemático Herman Minkowski (1864-1909) y puede definirse con el conjunto de todos los eventos que suceden a todas las cosas. Un evento es un cambio en el estado de una cosa. O sea, que todo lo que ha sucedido, sucede, o sucederá son elementos, o puntos, del espacio-tiempo. Einstein mostró que la geometría de ese conjunto está determinada por la ontología, esto es, el tipo de cosas que existen. Sus ecuaciones permiten calcular la métrica, y por tanto la forma de medir las distancias en el espacio-tiempo, si se conoce la cantidad de la energía y el impulso de las cosas concretas.

Figura 2: Albert Einstein en su despacho de Berlín, donde concibió la teoría general de la relatividad.

El astrofísico alemán Karl Schwarzschild (1873-1916, Fig. 3) halló la primera solución exacta a las ecuaciones de Einstein en 1916. Schwarzschild, que por ese entonces servía en el ejército alemán combatiendo en el frente ruso, tomó conocimiento de las ecuaciones de Einstein en diciembre de 1915, a través de un número de los Anales de la Academia Prusiana de Ciencias que contenía la comunicación original de Einstein. En poco tiempo desarrolló una solución para estas ecuaciones que envió al propio Einstein quién, en enero de 1916, la comunicó a la Academia en nombre de Schwarzschild. Cuatro meses más tarde Schwarzschild murió, sin conocer la riqueza del sistema físico descripto por la solución que ahora lleva su nombre. La solución de Schwarzschild define la curvatura del espacio-tiempo en las proximidades de un cuerpo masivo y compacto como, por ejemplo, una estrella. Esta solución

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