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| Si el viaje en el tiempo fuera posible, significaría la existencia de líneas temporales paralelas. (Shutterstock) |
Como se describe a menudo en la ciencia ficción, con una máquina del tiempo, ya nada es permanente: siempre se puede volver atrás y cambiarlo. Pero, ¿es realmente posible viajar en el tiempo en nuestro Universo, o es sólo ciencia ficción?
Nuestra comprensión moderna del tiempo y la causalidad proviene de la relatividad general.
La teoría de Albert Einstein combina el espacio y el tiempo en una sola entidad -el espacio-tiempo- y proporciona una explicación extraordinariamente intrincada de cómo funcionan ambos, a un nivel que no tiene parangón con ninguna otra teoría establecida.
Esta teoría existe desde hace más de 100 años y se ha verificado experimentalmente con una precisión extremadamente alta, por lo que los físicos están bastante seguros de que proporciona una descripción exacta de la estructura causal de nuestro Universo.
Durante décadas, los físicos han intentado utilizar la relatividad general para averiguar si es posible viajar en el tiempo.
Resulta que se pueden escribir ecuaciones que describan el viaje en el tiempo y que sean totalmente compatibles y coherentes con la relatividad.
Pero la física no es matemática, y las ecuaciones no tienen sentido si no se corresponden con nada de la realidad.
Argumentos contra los viajes en el tiempo
Hay dos cuestiones principales que nos hacen pensar que estas ecuaciones pueden ser irreales.
La primera cuestión es de carácter práctico: construir una máquina del tiempo parece requerir materia exótica, que es materia con energía negativa.
Toda la materia que vemos en nuestra vida cotidiana tiene energía positiva; la materia con energía negativa no es algo que se pueda encontrar por ahí.
A partir de la mecánica cuántica, sabemos que esa materia puede crearse teóricamente, pero en cantidades muy pequeñas y durante un tiempo demasiado corto.
Sin embargo, no hay pruebas de que sea imposible crear materia exótica en cantidades suficientes.
Además, es posible que se descubran otras ecuaciones que permitan viajar en el tiempo sin necesidad de materia exótica.
Por lo tanto, esta cuestión puede ser sólo una limitación de nuestra tecnología actual o de nuestra comprensión de la mecánica cuántica.
La otra cuestión principal es menos práctica, pero más significativa: es la observación de que el viaje en el tiempo parece contradecir la lógica, en forma de paradojas del viaje en el tiempo.
Hay varios tipos de paradojas de este tipo, pero las más problemáticas son las paradojas de consistencia.
Las paradojas de consistencia, un tropo popular en la ciencia ficción, ocurren siempre que hay un determinado evento que lleva a cambiar el pasado, pero el propio cambio impide que este evento ocurra en primer lugar.
Por ejemplo, consideremos un escenario en el que entro en mi máquina del tiempo, la utilizo para retroceder en el tiempo cinco minutos, y destruyo la máquina en cuanto llego al pasado.
Ahora que he destruido la máquina del tiempo, me sería imposible utilizarla cinco minutos después.
Pero si no puedo usar la máquina del tiempo, entonces no puedo retroceder en el tiempo y destruirla. Por lo tanto, no está destruida, por lo que puedo retroceder en el tiempo y destruirla. En otras palabras, la máquina del tiempo se destruye si y sólo si no se destruye.
Dado que no puede ser destruida y no destruida simultáneamente, este escenario es inconsistente y paradójico.
En la ciencia ficción es común la idea errónea de que las paradojas se pueden "crear".
A los viajeros en el tiempo se les suele advertir que no hagan cambios significativos en el pasado y que eviten encontrarse con su yo del pasado precisamente por esta razón.
Se pueden encontrar ejemplos de esto en muchas películas de viajes en el tiempo, como la trilogía de Regreso al Futuro.
Pero en física, una paradoja no es un hecho que pueda ocurrir realmente, sino un concepto puramente teórico que apunta a una inconsistencia en la propia teoría.
En otras palabras, las paradojas de consistencia no sólo implican que el viaje en el tiempo es un esfuerzo peligroso, sino que simplemente no puede ser posible.
Esta fue una de las motivaciones del físico teórico Stephen Hawking para formular su conjetura de protección de la cronología, que afirma que el viaje en el tiempo debería ser imposible.
Sin embargo, esta conjetura sigue sin demostrarse hasta ahora.
Además, el Universo sería un lugar mucho más interesante si en lugar de eliminar los viajes en el tiempo debido a las paradojas, pudiéramos simplemente eliminar las propias paradojas.
Un intento de resolver las paradojas del viaje en el tiempo es la conjetura de autoconsistencia del físico teórico Igor Novikov, que básicamente afirma que se puede viajar al pasado, pero no se puede cambiar.
Según Novikov, si intentara destruir mi máquina del tiempo cinco minutos en el pasado, descubriría que es imposible hacerlo. Las leyes de la física conspirarían de algún modo para preservar la coherencia.
Introducción de múltiples historias
Pero, ¿qué sentido tiene retroceder en el tiempo si no se puede cambiar el pasado?
Mi trabajo reciente, junto con mis alumnos Jacob Hauser y Jared Wogan, muestra que hay paradojas de viajes en el tiempo que la conjetura de Novikov no puede resolver.
Esto nos devuelve al punto de partida, ya que si no se puede eliminar ni siquiera una sola paradoja, el viaje en el tiempo sigue siendo lógicamente imposible.
Demostramos que permitir múltiples historias (o en términos más familiares, líneas de tiempo paralelas) puede resolver las paradojas que la conjetura de Novikov no puede. De hecho, puede resolver cualquier paradoja que se le plantee.
La idea es muy sencilla. Cuando salgo de la máquina del tiempo, salgo a una línea de tiempo diferente. En esa línea temporal, puedo hacer lo que quiera, incluso destruir la máquina del tiempo, sin cambiar nada en la línea temporal original de la que vengo. Como no puedo destruir la máquina del tiempo en la línea temporal original, que es la que realmente utilicé para viajar en el tiempo, no hay ninguna paradoja.
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| Los viajes en el tiempo parecen contradecir la lógica. (Shutterstock) |
Después de trabajar en las paradojas del viaje en el tiempo durante los últimos tres años, me he convencido cada vez más de que el viaje en el tiempo podría ser posible, pero sólo si nuestro Universo puede permitir la coexistencia de múltiples historias. Entonces, ¿es posible?
La mecánica cuántica parece implicar que sí, al menos si se suscribe a la interpretación de muchos mundos de Everett, en la que una historia puede dividirse en múltiples historias, una para cada resultado de medición posible, por ejemplo, si el gato de Schrödinger está vivo o muerto, o si yo llegué o no al pasado.
Pero esto son sólo especulaciones. Mis estudiantes y yo estamos trabajando actualmente en la búsqueda de una teoría concreta del viaje en el tiempo con múltiples historias que sea totalmente compatible con la relatividad general.
Por supuesto, incluso si logramos encontrar tal teoría, esto no sería suficiente para demostrar que el viaje en el tiempo es posible, pero al menos significaría que el viaje en el tiempo no está descartado por las paradojas de consistencia.
Los viajes en el tiempo y las líneas temporales paralelas van casi siempre de la mano en la ciencia ficción, pero ahora tenemos pruebas de que también deben ir de la mano en la ciencia real.
La relatividad general y la mecánica cuántica nos dicen que el viaje en el tiempo puede ser posible, pero si lo es, también deben ser posibles las historias múltiples.
Fuentes, créditos y referencias:
Barak Shoshany & Jared Wogan. Wormhole Time Machines and Multiple Histories. arXiv.org, doi: 10.48550/arXiv.2110.02448
Jacob Hauser & Barak Shoshany. Time Travel Paradoxes and Multiple Histories. Phys. Rev. D 102 (6): 064062; doi: 10.1103/PhysRevD.102.064062
Barak Shoshany. 2019. Lectures on Faster-Than-Light Travel and Time Travel. SciPost Phys. Lect. Notes 10; doi: 10.21468/SciPostPhysLectNotes.10
Author: Barak Shoshany, a theoretical, mathematical, and computational physicist, and an assistant professor of physics at Brock University.