Stephen Hawking: ¿Cómo construir una máquina del tiempo?

Hola, me llamo Stephen Hawking. Físico, cosmólogo y un poco soñador. Aunque no me puedo mover y tengo que hablar a través de mi ordenador, en mi mente soy libre. Libre para explorar el Universo y hacerme las grandes preguntas como: ¿es posible el viaje en el tiempo? ¿Podemos abrir un portal al pasado o un atajo hacia el futuro? ¿Podremos utilizar las leyes de la naturaleza para dominar el tiempo?

El viaje en el tiempo llegó a ser considerado en su momento una herejía científica. Solía evitar hablar sobre ella por miedo a ser etiquetado como cascarrabias. Pero ahora ya no soy tan cauto. De hecho, me parezco más a la gente que construyó Stonehenge. Estoy obsesionado con el tiempo. Si tuviese una máquina del tiempo visitaría a Marilyn Monroe en la flor de su vida o me pasaría por la época en la que Galileo enfocó su telescopio a las estrellas. Quizá incluso viajaría al fin del Universo para averiguar cómo nuestra historia cósmica termina.

Para ver cómo podría ser esto posible, necesitamos mirar el tiempo como lo hacen los físicos -en la cuarta dimensión. No es tan difícil como parece. Cualquier niño atento sabe que todos los objetos físicos, incluso yo en mi silla, existen en tres dimensiones. Todo tiene anchura, altura y longitud.

Pero hay otro tipo de longitud, la longitud en tiempo. Mientras un humano sobrevive unos 80 años, las piedras de Stonehenge, por ejemplo, han estado ahí durante milenios. Y el sistema solar durará miles de millones de años. Todo tiene una longitud en tiempo y en espacio. Viajar en el tiempo significa viajar a través de la cuarta dimensión.

Para ver lo que esto significa, imaginemos que estamos haciendo un viaje normal en coche. Conduce en línea recta y estarás viajando en una dimensión. Gira a la derecha o a la izquierda y ya tienes una segunda dimensión. Vete arriba o abajo en una montaña y ya tienes la altura, así que estarás viajando en tres dimensiones. ¿Pero cómo podríamos viajar en el tiempo? ¿Cómo encontramos un camino a través de la cuarta dimensión?

Entremos, por un momento, en la ciencia ficción. Las películas de viaje en el tiempo suelen tener una gran máquina que necesita un montón de energía. La máquina crea un camino a través de la cuarta dimensión, un túnel a través del tiempo. Un viajero en el tiempo, un valiente, quizá un loco, preparado para quién sabe qué, se mete en el túnel del tiempo y aparece quién sabe dónde. El concepto quizá esté anticuado y la realidad puede que sea muy diferente a esta, pero la idea no es tan tonta.

Los físicos hemos estado pensando en túneles a través del tiempo también, pero lo hemos visto con un ángulo diferente. Nos preguntamos si los portales al pasado o al futuro podrían en algún momento ser posibles dentro de las leyes de la naturaleza. Según parece, pensamos que sí. Lo que es más, incluso les hemos dado un nombre: agujeros de gusano. La verdad es que los agujeros de gusano están alrededor de nosotros, sólo que son demasiado pequeños como para ser utilizados. Los agujeros de gusano son diminutos. Se dan en rincones del espacio y del tiempo. Puede ser que lo veas como un concepto muy complicado, pero sigue leyendo.

Nada es plano o sólido. Si miras desde una posición suficientemente cercana, cualquier cosa tiene agujeros y curvaturas. Es un principio básico y también se aplica al tiempo. Incluso algo tan redondo como una bola de billar tiene pequeños agujeros, vacios y abollones. Es fácil mostrar que esto es cierto en las tres dimensiones. Pero confía en mí, también es cierto en la cuarta. Hay pequeños agujeros, vacíos y abollones en el tiempo. En una escala suficientemente pequeña, más pequeña incluso que una molécula, más pequeña que un átomo, llegamos a un lugar llamado “espuma cuántica”. Ahí es dónde están los agujeros de gusano. Túneles diminutos o atajos a través del espacio y el tiempo que se forman, desaparecen y se modifican constantemente en el mundo cuántico. Estos agujeros unen dos lugares diferentes en dos tiempo diferentes.

Desgraciadamente, estos túneles del tiempo de la vida real sólo miden una trillonésima parte de un trillón de centímetro. Demasiado pequeño para que un humano pase por ahí -pero aquí es dónde la noción de máquinas del tiempo de agujeros de gusano nos lleva. Algunos científicos creen que podría ser posible encontrar un agujero de gusano y agrandarlo muchos trillones de veces para hacerlo suficientemente grande para que un humano o incluso una nave espacial lo penetre.

Con la suficiente potencia y tecnología avanzada, quizá incluso se podría construir un agujero de gusano gigante en el espacio. No digo que se pueda hacer, pero si se pudiese, sería un dispositivo sobresaliente. Una parte podría estar aquí, cerca de la Tierra, y otra muy muy lejos en algún planeta lejano.

En teoría, un túnel del tiempo o agujero de gusano podría hacer incluso más que llevarnos a otros planetas. Si ambos extrmos están en el mismo sitio, y separados por el tiempo en vez de por el espacio, una nave podría entrar y salir mientras sigue cerca de la Tierra, pero en un pasado lejano. Quizá los dinosaurios hayan sido testigos de alguna nave aterrizando.

Ya sé que pensar en cuatro dimensiones no es fácil, y que los agujeros de gusano son un concepto difícil de meter en tu cabeza, pero aguanta un poco más. Se me ha ocurrido un experimento sencillo que podría mostrarnos si el ser humano puede viajar a través de un agujero de gusano ahora o en el futuro. Me gustan los experimentos simples… y el champán. Así que los he combinado para ver si el viaje en el tiempo desde el futuro al pasado es posible. Imaginemos que estamos dando una fiesta, una recepción de bienvenida para futuros viajeros en el tiempo. Pero con una peculiaridad. No dejo que nadie lo sepa hasta que la fiesta haya terminado. He hecho una invitación dando las coordinadas exactas de tiempo y espacio. Espero que copias de ella, de una forma u otra, pululen por ahí durante miles de años. Quizá un día alguien que viva en el futuro encontrará la información de la invitación y utilizará un agujero de gusano para volver a mi fiesta, suponiendo que el viaje en el tiempo será, algún día, posible.

Mientras tanto, mis invitados llegarán en cualquier momento. Cinco, cuatro, tres, dos, uno. Pero mientras digo esto, nadie ha llegado. Qué pena. Esperaba que al menos viniese alguna futura Miss Universo. Entonces ¿por qué no funcionó mi experimento? Una de las razones podría ser un problema conocida con el viaje en el tiempo al pasado, lo que llamamos paradojas.

Las paradojas son divertidas. La más famosa es la paradoja del abuelo. Yo tengo una versión más simple y nueva que yo llamo la paradoja del Científico loco.

No me gusta que suelan describir como locos a los científicos en las películas, pero en este caso, es cierto. Este científico está decidido a crear una paradoja, incluso aunque le costase la vida. Imagina, de alguna manera, que ha construido un agujero de gusano, un túnel del tiempo que le lleva un sólo minuto al pasado.

A través de este agujero de gusano, el científico puede ver cómo era él mismo un minuto antes. Pero ¿y si nuestro científico utilizase ese agujero de gusano para dispararse a si mismo? Ahora estaría muerto. ¿Entonces quién disparó la bala? Es una paradoja. Simplemente no tiene sentido. Es la clase de situación que hace que los cosmólogos tengan pesadillas.

Este tipo de máquina del tiempo nunca violaría una regla fundamental que gobierna el Universo al completo -que las causas van antes que los efectos y nunca al revés. Creo que las cosas no pueden hacerse a sí mismas imposibles. Si pudiesen, entonces nada detendría al Universo al completo de entrar en el caos. Yo creo que siempre ocurrirá algo que previniese esa paradoja. De alguna manera debe de haber alguna razón por la que nuestro científico nunca se encontrará a sí mismo en una situación en la que pudiese dispararse a sí mismo. En este caso, siento decirlo, el agujero de gusano es un problema en sí mismo.

Después de todo, creo que un agujero de gusano como este no puede existir. Y la razón para esto es la retroalimentación. Si alguna vez vas a un concierto de rock, probablemente reconocerás un ruido chirriante. Es la retroalimentación. Lo que lo provoca es simple. El sonido entra en el micrófono. Se transmite por cables, se hace más fuerte en el amplificador y sale por los altavoces. pero si demasiado sonido sale de los altavoces, vuelve al micrófono y entra en un bucle que cada vez es más alto. Si nadie lo para, la retroalimentación puede destruir el sistema de sonido.

Lo mismo ocurrirá en un agujero de gusano, sólo que con radiación en vez de con sonido. Tan pronto como el agujero de gusano se expanda, la radiación natural entrará y se metería en un bucle. La retroalimentación será tan fuerte que destruirá el agujero de gusano. Así que aunque los agujeros de gusano diminuts existen, y podría ser posible agrandarlos algún día, no durarán lo suficiente como para utilizarlos como máquina del tiempo. Esa es la verdadera razón por la que nadie podría volver en el tiempo a mi fiesta.

Cualquier tipo de viaje en el tiempo al pasado a través de agujeros de gusano o cualquier otro método es probablemente imposible, de otra manera, las paradojas ocurrirían. Así que, sintiéndolo mucho, según parece, el viaje en el tiempo al pasado nunca ocurrirá. Una decepción para los buscadores de dinosaurios y un alivio para los historiadores.

Pero la historia aún no terminó. Esto no hace que todos los viajes en el tiempo sean imposibles. Yo creo en el viaje en el tiempo. El viaje en el tiempo hacia el futuro. El tiempo fluye como un río y parece como si cada uno de nosotros se dejase llevar lentamente por la corriente. Pero el tiempo es otro tipo de río. Fluye a diferentes velocidades y esa es la llave para el viaje al futuro. Esta idea fue propuesta inicialmente por Einstein hace más de 100 años. Se dio cuenta de que debería haber lugares en los que el tiempo fuese más lento y otros en los que fuese más rápido. Tenía toda la razón. La prueba está sobre nuestras cabezas. En el espacio.

La prueba es el GPS. Una red de satélites que están orbitando alrededor de la Tierra. Los satélites hacen que la navegación por satélite sea posible. Pero también revelan que el tiempo va más rápido en el espacio que en la Tierra. Dentro de cada nave hay un reloj muy preciso. Pero a pesar de ser tan preciso, todos adelantan un tercio de billonésima parte de segundo cada día. El sistema ha de corregirse a sí mismo, de otra manera esa enana diferencia estropearía todo el sistema, causando que cada dispositivo GPS de la Tierra fallase en 6 millas cada día. Imagínate el caso que esto provocaría.

El problema no reside en los relojes. Ellos simplemente van rápido porque el tiempo en sí mismo va más rápido en el espacio que aquí abajo. Y la razón para este efecto extraordinario es la masa de la Tierra. Einstein se dio cuenta de que la materia atrae al tiempo y lo ralentiza como en un río. Cuanto más pesado sea el objeto, más atrae al tiempo. Y esta realidad es lo que abre la puerta a la posibilidad del viaje al futuro.

Justo en el centro de la Vía Láctea, a 26.000 años luz de nosotros, yace el objeto más pesado de la galaxia. Es un agujero negro supermasivo que contiene la masa de cuatro millones de soles juntos en un único punto debido a su gravedad. Cuanto más te acercas al agujero, más fuerte es la gravedad. Acércate lo suficiente y ni siquiera la luz podrá escapar. Un agujero negro como este tiene un efecto espectacular en el tiempo, lo ralentiza mucho más que cualquier otra cosa de la galaxia. Es una máquina del tiempo natural.

Me gusta imaginar cómo una nave espacial podría tomar ventaja de este fenómeno orbitándolo. Si una agencia espacial controlase la misión desde la Tierra, observarían que cada órbita dura 16 minutos. Pero para los que están dentro, cerca del objeto masivo, el tiempo iría más lento. Y aquí el efecto sería mucho mayor que el de la gravedad terrestre. Los tripulantes tendrían un tiempo equivalente a la mitad. Por cada 16 minutos orbitando, sólo les pasarían ocho.

Darían vueltas y vueltas experimentando sólo la mitad del tiempo que los demás. La nave y su tripulación podrían viajar en el tiempo. imagina que circunnavegasen el agujero negro duranto cinco de sus años. En cualquier otro sitio serían 10 años. Cuando llegasen aquí, todos en la Tierra habrían envejecido 5 años más que ellos.

Así que un agujero negro supermasivo es una máquina del tiempo. Pero por supuesto, no es muy práctico. Tiene ventajas sobre los agujeros de gusano ya que no provoca paradojas. Además no se destruiría a sí mismo en un flash de retroalimentación. Sin embargo es muy peligroso. Está muy lejos y tampoco nos lleva muy lejos en el tiempo. Afortunadamente hay otra forma de viajar en el tiempo. Y esta es nuestra última esperanza de construir una máquina del tiempo real. Sólo tienes que viajar muy, muy rápido. Mucho más rápido que la velocidad que se necesita para evitar ser abducido por el agujero negro. Esto se debe a otro hecho extraño del universo. Hay una velocidad límite, 300.000 km/s, la velocidad de la luz. Nada puede ir más rápido que eso. Es uno de los principios más sólidos de la ciencia. Lo creas o no, viajar cerca de esa velocidad te lleva al futuro.

Para explicar esto, pensemos un poco en un sistema de transporte de ciencia-ficción. Imagina una vía que va justo alrededor de la tierra, una vía para un tren superrápido. Vamos a utilizarlo para acercarnos lo más que podamos a la velocidad de la luz y ver cómo se convierte en una máquina del tiempo. A bordo hay pasajeros con un viaje de ida al futuro. El tren comienza a acelerar, más y más rápido. Pronto da vueltas alrededor de la Tierra una y otra vez. Para aproximarse a la velocidad de la luz ha de ir muy rápido. Dará siete vueltas por segundo. Pero da igual la potencia que tenga el tren, nunca llegará a la velocidad de la luz, dado que las leyes de la física lo prohiben. En vez de eso, digamos que se acerca ligeramente a esa velocidad. Ahora ocurre algo extraordinario. El tiempo comienza a fluir más despacio abordo con respecto al resto del mundo, justo como en un agujero negro, sólo que aún más. Todo va a cámara lenta para el tren.

Esto ocurre para proteger la velocidad límite, y no es difícil ver por qué. Imagina un niño corriendo en el tren. Su velocidad se suma a la del tren, así que ¿no podría romper la ley por accidente? La respuesta es no. Las leyes de la naturaleza previenen esa posibilidad haciendo que el tiempo dentro vaya más lento.

Ahora no puede ir suficientemente rápido como para romper el límite. El tiempo siempre irá más lento para proteger la velocidad límite. Y de ese hecho viene la posibilidad del viaje en el tiempo muchos años en el futuro. Imagina que el tren sale de la estación el 1 de enero de 2050. Gira sobre la Tierra durante 100 años, volviendo en Año Nuevo de 2150. Los pasajeros habrían vivido sólo una semana porque el tiempo se ha ralentizado en el tren. Cuando salgan verán un mundo muy diferente al que dejaron. En una semana habrían viajado 100 años en el futuro. Por supuesto, construir ese tren es casi imposible. Pero hemos construido algo bastante similar en el CERN de Ginebra.

En las profundidades de la Tierra, en un túnel circular de 25 km de largo, hay un flujo de trillones de diminutas partículas. Cuando se enciende aceleran de 0 a 100.000 km/h en una fracción de segundo. Incrementa la potencia y las partículas irán cada vez más rápido, hasta que den la vuelta al tunel unas 11.000 veces por segundo, casi la velocidad de la luz. Pero como el tren, nunca podrán llegar a la velocidad límite. Sólo pueden conseguir un 99.99%. Cuando esto ocurre, empiezan a viajar en el tiempo. Sabemos esto porque hay partículas con una vida limitada, llamadas pi-mesones. Normalmente se desintegran en 25 billonésimas de segundo. Pero cuando se aceleran cerca de la velocidad de la luz viven 30 veces más.

Es así de simple. Si quieres viajar al futuro, tienes que ir rápido. Y pienso que la única manera de conseguir eso será yendo al espacio. El vehículo tripulado más rápido de la historia, el Apolo 10, llegó a 40.000 km/h. Pero para viajar en el tiempo necesitaremos 2.000 veces más. Y para hacer eso necesitaremos una nave mucho más grande, una nave enorme. La nave tendrá que ser suficientemente gran como para llevar el combustible suficiente para acelerarlo a casi la velocidad de la luz. Llegar cerca de la velocidad límite requeriría 6 años a máxima potencia.

La aceleración inicial sería suave porque la nave sería muy grande y pesada. Pero de forma gradual cogería velocidad y pronto recorrería grandes distancias. En una semana habría alcanzado otros planetas. Tas dos años llegaría a la mitad de la velocidad de la luz y estaría lejos del Sistema Solar. Dos años después llegaría al 90% de la velocidad de la luz. Cincuenta trillones de kilómetros de la Tierra y cuatro años tras el despegue se necesitarían para llegar al 90% de la velocidad de la luz. Cada hora de viaje, pasarían dos en la Tierra. una situación similar a la nave que orbitaba el agujero negro.

Tras otros dos años de aceleración plena, la nave llegaría a su velocidad límite, el 99% de la de la luz. A esta velocidad, un día es un año de la Tierra. Nuestra nave estaría volando hacia el futuro. Ralentizar el tiempo tiene otro beneficio. Significa que podríamos, en teoría, viajar a extraordinarias distancias durante nuestra vida. Un viaje al final de la galaxia duraría unos 80 años. Pero la búsqueda importante es la de los confines del Universo. Es un universo en el que el tiempo va a diferente ritmo en diferentes lugares. En el que los agujeros de gusano existen alrededor nuestro y donde, al final, podremos utilizar nuestra comprensión de la física para convertirnos en viajeros de la cuarta dimensión.

Este artículo ha sido escrito por Stephen Hawking, traducido de Daily Telegraph y publicado bajo licencia CC by-sa

3 Responses to Stephen Hawking: ¿Cómo construir una máquina del tiempo?

  1. dispuig dice:

    Interesantísimo artículo.
    Pero parece una contradicción esto de:
    La tierra tiene una cierta gravedad, entonces el tiempo pasa más lento en la tierra que a 100 km de distancia. Pero si a 100 km de distancia vas a una cierta velocidad entonces pasa más lento que en la tierra.

  2. danielsc dice:

    revisa teoria de relatividad de einstein ahi se explica eso

  3. fisicaiw dice:

    http://www.youtube.com/user/mperez254?feature=mhum

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