¿Podríamos tener el control del tiempo?

Por Jesús García Jiménez

Vivimos con la creencia firme de que el tiempo es incontrolable, ingobernable. El tiempo es un ente que ciertamente controla la vida y la existencia humana. Pone plazos, marca periodos, genera horarios. El hombre tiene un tiempo, acotado entre la fecha de su nacimiento y la fecha de su muerte, que salta como un temporizador en el instante mismo en que respiramos por vez primera, y en el que corren todos y cada uno de los segundos sin la posibilidad de que estén de nuevo a nuestra disposición una vez que ya los hemos vivido, similar al agua de un río que con ritmo sereno e imperturbable corre hacia su desembocadura y que sólo pasa una vez frente a nosotros, que la observamos, para no volver a hacerlo jamás.

Vivimos indefensos ante el paso del tiempo, esa inexorable dimensión física que convierte nuestra vida en un reloj de arena y en la que cada segundo que pasa es como el grano que cae por la acción de la gravedad y que nunca más, dentro de su ciclo, volverá a estar arriba. Del mismo modo, nuestros segundos pasados nunca más volverán a estar a nuestro alcance. O al menos así lo creemos.

Desde que el ser humano tiene conciencia, el estudio -y control- del tiempo ha sido objeto de análisis y dedicación por parte de algunas de las mentes más brillantes de la historia, y acerca del cual filósofos, científicos y escritores han vertido ríos de tinta intentando responder, o al menos justificar, algunas de estas preguntas: ¿podríamos viajar en el tiempo, hacia el pasado o el futuro? ¿podríamos tener el poder de anular el tiempo y volver hacia atrás como si a partir de un determinado momento nada hubiese ocurrido, o adelantarnos a los acontecimientos que sabemos que van a ocurrir porque ya los hemos experimentado dando un salto hacia adelante en el tiempo?

También el Séptimo Arte ha puesto sus ojos en este fascinante tema, dando como resultado una de las trilogías más celebradas de la historia del cine: Back to the Future (Regreso al Futuro). En ella, los protagonistas (Marty McFly, interpretado por Michael J. Fox y el Dr. Emmett Lathrop Brown, apodado Doc e interpretado por Christopher Lloyd) se dedican a viajar en el tiempo, al pasado y al futuro, para deshacer entuertos y arreglar embrollos, mediante máquinas que, alcanzando grandes velocidades, son capaces de desafiar a las leyes de la Física y deformar el espacio – tiempo, poniendo a su alcance épocas pasadas o aún por llegar.

Marty McFly con su amigo Doc, en la máquina del tiempo DeLorean. Imagen tomada de www.popularmechanics.com

Y lo cierto es que la idea en la que se basa la película, el fundamento físico -digámoslo así-, es acertado, ya que según las leyes de la Naturaleza sí es posible viajar en el tiempo si lo hacemos a velocidades muy elevadas (algo más elevadas de las que llega a alcanzar el flamante DeLorean). Para entender esto y que no parezca una locura sin sentido, hay que remontarse a principios del siglo XX, cuando Albert Einstein dio a conocer al mundo su Teoría de la Relatividad. Una teoría que revolucionó la Física y cambió radicalmente la manera en la que se entendía el Universo. Uno de los descubrimientos más cruciales de la historia de la humanidad y que aupó a Einstein al Olimpo de los Dioses de la Física, para compartir trono con el mismísimo Sir Isaac Newton.

Foto de archivo de 1931 de Albert Einstein escribiendo una ecuación sobre la densidad de la Vía Láctea en el Instituto Carnegie en Pasadena (California, EEUU). Imagen tomada de www.elmundo.es

La Teoría de la Relatividad -en realidad son dos teorías, la Relatividad Especial publicada en 1905 y la Relatividad General publicada en 1915-, que establece la archiconocida ecuación E = m·c2, es realmente compleja, tan compleja que en el momento de haber sido enunciada y pese estar demostrada y basada en fundamentos sólidos, muy pocos científicos llegaron a comprender en su plenitud. Y es que esta teoría es, ni más ni menos, la explicación de la dinámica del Universo, y muy a grandes rasgos y de forma bastante resumida, asevera que la gravedad es producida por la curvatura del espacio – tiempo. En palabras del físico estadounidense John Archibald Wheeler, “la materia le dice al espacio cómo curvarse, y el espacio le dice a la materia cómo moverse”.

Además, esta teoría afirma que el tiempo no es una magnitud absoluta, sino que su medida depende del estado de movimiento del observador. O lo que es lo mismo, el tiempo transcurre más lentamente para un observador en movimiento que para otro estacionario o sin movimiento, fenómeno conocido -y demostrado experimentalmente- como la dilatación temporal por velocidad, y se hace más palpable cuanto más altas son las velocidades que alcanza dicho observador, pudiéndosele dar un valor numérico mediante el conocido como Factor de Lorentz (ℽ) -para todo esto hay fórmulas y desarrollos matemáticos que no incluyo en el artículo por no hacerlo enrevesado y tedioso-.

Otra consecuencia de la Teoría de la Relatividad es la dilatación gravitacional del tiempo, que implica que el tiempo transcurre a diferentes ritmos en regiones de diferente potencial gravitatorio, es decir, que cuanto mayor es la distorsión del espacio – tiempo debido a la gravedad, más lentamente transcurre el tiempo. Esto se ha demostrado experimentalmente empleando relojes atómicos a diferentes altitudes y, por lo tanto, a diferentes potenciales gravitatorios, mostrando tiempos diferentes. Pero no continuaremos por este camino para no embrollar el artículo innecesariamente, tan sólo hago mención de este hecho como algo interesante e intrínseco de la Teoría de la Relatividad, para continuar con el aspecto de la dilatación temporal por velocidad.

Con todo lo dicho anteriormente se plantea una situación muy curiosa, justificada y demostrada científica y matemáticamente, conocida como la paradoja de los gemelos, y que consiste en imaginar a dos hermanos gemelos, de los cuales uno de ellos permanece en la Tierra y el otro viaja a través del Espacio a velocidades cercanas a la de la luz -velocidad de la luz ≡ c ≈ 300.000 km/s- durante varias décadas. Cuando el gemelo viajero vuelve a la Tierra, puede observar a su hermano más envejecido que a él mismo, debido a que el tiempo viajando por el Espacio a altas velocidades ha transcurrido más despacio que el tiempo para alguien que ha permanecido estacionario en la Tierra. Es decir, que cuanto más nos aproximamos a la velocidad de la luz más despacio pasa el tiempo ya que cuanto más rápido se viaja en el espacio más lento se viaja en el tiempo.

El experimento más claro y convincente que demostró el efecto de dilatación temporal fue llevado a cabo en 1971 por J. C. Hafele y R. Keating, ambos físicos estadounidenses con el prestigio, los medios y los conocimientos suficientes para realizar la prueba, durante la cual subieron cuatro relojes atómicos de cesio a bordo de aviones comerciales durante más de 40 horas y se comparó la lectura de estos con otro idéntico sincronizado con los primeros y ubicado en el Observatorio Naval de los Estados Unidos. Al comparar los relojes atómicos después del viaje, los de los aviones y el de tierra ya no estaban sincronizados. Los relojes atómicos que habían volado estaban ligeramente retrasados -tan solo unas pocas centésimas de milésima de millonésima de segundo, pero medibles con relojes de tal precisión-, y tras hacer cálculos, reajustes y comprobaciones -e incluso repitiendo el experimento varias veces más- se llegó a la conclusión de que la única explicación posible era la Teoría de la Relatividad y su afirmación acerca de la dilatación temporal por velocidad. La diferencia que pudo medirse es realmente pequeña, casi imperceptible, pero tiene sentido con velocidades tan pequeñas, ya que cuanto más alta sea la velocidad -velocidades cercanas a la de la luz- mayor será la desincronización.

Hafele y Keating con dos de los relojes atómicos en su vuelo inicial. Imagen tomada de blogs.discovermagazine.com

Aquí dejo el link de un video con el que es fácil de comprender todo esto, y además le ponen números, con lo cual se convierte en algo medible y, por tanto, visible:

La paradoja de los gemelos. Vídeo de Youtube

Resumiendo, existe una manera de viajar en el tiempo -hacia adelante, al futuro- explicada y justificada por la Ciencia, más concretamente por la Teoría de la Relatividad de Albert Einstein, ya que según ésta, el tiempo es relativo -esto no tiene nada que ver con la afirmación popular de que el tiempo es relativo porque se pasa más lento en una clase de Matemáticas que estando de copas con los amigos- y puede dar lugar a desfases que, en definitiva, podrían ser considerados como viajes en el tiempo.

Pero volvamos al concepto de espacio – tiempo. Hasta antes de que llegase Einstein con su flamante -y compleja- teoría, se pensaba que el tiempo y el espacio eran dos magnitudes rígidas, absolutas, que se medían por separado y que eran totalmente independientes la una de la otra. El espacio era -y es- algo que podemos ver, cuantificar mediante los sentidos, podemos movernos hacia los lados, hacia arriba, hacia abajo, nos rodea un espacio que podemos observar, medir. En cuanto al tiempo, era algo que podíamos medir solamente hacia adelante, ya que lo pasado es pasado, no podemos volver de ningún modo hacia atrás. Es decir, sólo se puede experimentar el momento actual, presente, y no puede ni medirse ni cuantificarse -y ni mucho menos sentirse- los instantes, el tiempo, pasados y por venir. Pero aparece Einstein, y dice que el espacio y el tiempo son un todo, un conjunto homogéneo e indisoluble, un ente de cuatro dimensiones en el cual se enmarca el presente, el pasado y el futuro de todo el Universo. Es como si pudiésemos, por ejemplo, observar toda la vida de una persona ante nosotros -pasado, presente y futuro- y donde cualquier acción de esa vida la podemos ubicar en el lugar y fecha concretos en los que ocurre.

Es decir, el espacio – tiempo es un ente con tres dimensiones -las tres dimensiones espaciales x, y, z) más la dimensión del tiempo y que está necesariamente ligada a las tres anteriores, un todo entrelazado en el que pasado – presente – futuro se expone ante nosotros al mismo tiempo, conformando el continuo espacio – tiempo, una especie de tejido del Cosmos que contiene todos y cada uno de los sucesos e instantes, desde su principio hasta su hipotético final (si es que lo hay).

Imagen tomada de cuentos-cuanticos.com

Y por si todo lo dicho anteriormente fuese poco -toda esta información ya fue suficiente para sacudir los cimientos de la Física newtoniana y dar origen a la Física moderna, relativista-, el concepto de espacio – tiempo implica que la gravitación no es una fuerza -con esto ya termina de desmontar los fundamentos de la Física clásica-, sino que en realidad no es otra cosa que una deformación del espacio – tiempo. ¿Qué significa todo esto? Significa que la masa de la Tierra crea una hendidura en este tejido, similar a lo que sucede cuando se coloca una bola pesada en el centro de una cama elástica. Según Einstein, la gravedad es simplemente el movimiento de los objetos que siguen las líneas curvas de la hendidura (😅😅).

Imagen tomada de www.cronicasgeek.com

Ante este nuevo concepto del espacio – tiempo como una especie de lona flexible, que se puede deformar e incluso agujerear como si de una plancha de goma se tratase, surgen nuevas y desconocidas posibilidades que concordarían con los desarrollos matemáticos y los fundamentos de la teoría. El propio Einstein y el físico israelí Nathan Rosen se ocuparon a fondo de estudiar una de estas singularidades, lo agujeros negros, que tienen su origen en la muerte de una estrella y vienen a ser algo así como una región delimitada del espacio, en cuyo interior existe una concentración de masa tan elevada y densa que es capaz de generar un campo gravitatorio o curvatura del espacio – tiempo capaz de impedir que cualquier tipo de material partícula (ni siquiera de luz, de ahí su nombre) puede escapar de allí.

Primera imagen real en la historia de un agujero negro supermasivo ubicado en el centro de la galaxia M87. Imagen tomada de solarsystem.nasa.gov

Cuando Einstein y Rosen estaban investigando lo que ocurre en el interior de un agujero negro, dieron con una sorprendente posibilidad teórica, de nuevo concordante con las ecuaciones matemáticas y los fundamentos de la teoría, los agujeros de gusano, también conocidos como Puentes de Einstein-Rosen, una hipotética característica topológica del espacio – tiempo que básicamente consiste en un atajo a través de su tejido, con al menos dos extremos conectados a una única garganta y a través de la cual podrían tener lugar desplazamientos de la materia. Es decir, en teoría, podría ser posible viajar desde un lugar y momento determinados hasta otro lugar y otro momento a través de los agujeros de gusano, los cuales supondrían una entrada y una salida en puntos distintos del espacio y del tiempo.

Imagen tomada de www.astromia.com

Así que ya sabemos que, según la Ciencia, sí que sería posible hacer viajes en el tiempo, o bien viajando a velocidades muy elevadas -próximas a la de la luz- o bien a través de los agujeros de gusano. Entonces, ¿por qué no lo hacemos? Bueno, existen serios -muy serios- inconvenientes para llevar a cabo tal hazaña. En primer lugar, para viajar a velocidades próximas a la de la luz, necesitaríamos los medios necesarios para lograrlo, y ello implicaría el uso de una tecnología que aún no se ha inventado, no está a nuestro alcance y ni siquiera se ha concebido o imaginado. Los científicos se atreven a afirmar que ni siquiera en los próximos mil años podría el ser humano disponer de la tecnología necesaria para realizar ese tipo de viajes. Otro gran inconveniente implica que una nave viajando a velocidades cercanas a la de la luz se vería afectada por unos niveles de radiación tan altos que no solo la nave, sino toda vida en su interior, serían destruidos, desintegrados. Además, basándonos en la ecuación E = m·c2 sabemos que, a mayor energía para impulsar la nave, mayor debe ser la masa de la misma, requiriendo aún más energía para moverla, una energía que requeriría más combustible, aumentando aún más la masa… Algo todavía inconcebible para la tecnología de la que disponemos en la actualidad.

Imagen tomada de www.nasa.gov

Sabemos que los agujeros negros son reales, tenemos evidencias físicas y científicas de su existencia e incluso pese a ser invisibles, pueden ser perfectamente ubicables debido a los potentes telescopios actuales, cuya tecnología permite detectar cómo las estrellas que están muy cercanas al agujero negro actúan de forma diferente a otras estrellas, delatando la presencia de estos tremendos campos gravitatorios. Pero no podemos decir lo mismo de los agujeros de gusano, ya que no se tiene ninguna evidencia de la existencia de estos túneles en el tiempo y, por consiguiente, son hipotéticos, no existen. Y es que, pese a que la Teoría de la Relatividad es actualmente la teoría aceptada acerca del comportamiento del Universo a gran escala, todavía no se tiene una teoría física global que unifique todas las fuerzas en una sola, es decir, aún no tenemos una teoría que sea capaz de explicar la estructura y comportamiento del Cosmos sin generar lagunas y resquicios. Es por esto mismo que no sabemos si los agujeros de gusano son realmente algo físico cuya existencia puede ser real o es tan sólo una de esas fallas, un espejismo creado por unas Leyes de la Física aún incompletas. El físico británico Stephen Hawking, un genio de la ciencia cuyo reconocimiento por su inmensa obra pudo disfrutar en vida, se mostró siempre reacio a la existencia de los agujeros de gusano, debido a la cantidad de paradojas que podían implicar, y pese a dedicarse con ahínco a probar la imposibilidad de la existencia de estos agujeros, nunca logró demostrarlo científicamente. Ante su frustración, formuló la conjetura de protección de la cronología, una hipótesis -afirmación que se supone cierta, pero que no ha sido probada ni refutada hasta la fecha- que sostiene que las leyes de la Física son tales que hacen imposible el viaje en el tiempo si no es a escala submicroscópica. Sostenía además Hawking que, la mejor demostración de la inexistencia de los agujeros de gusano es que, en la actualidad, no estamos siendo invadidos por turistas venidos del futuro.

El Dr. Stephen Hawking, físico y profesor de matemáticas en la Universidad de Cambridge, pronuncia un discurso titulado “Por qué deberíamos ir al espacio” durante una conferencia que forma parte de una serie en honor al 50 Aniversario de la NASA, el lunes 21 de abril de 2008, en George Auditorio Morton de la Universidad de Washington (EEUU). Fotografía tomada de www.nasa.gov

En 1988, el físico estadounidense y premio Nobel de Física Kip Thorne, autoridad mundial en la aplicación a la Astrofísica de la Teoría de la Relatividad General, demostró que los agujeros de gusano podían existir e incluso ser transitables, aunque en sus trabajos más recientes prevé que finalmente pueda afirmarse que las leyes de la Física prohíben los viajes hacia atrás en el tiempo y, por tanto, pone en duda seriamente la existencia de los agujeros de gusano como máquinas del tiempo.

Kip Thorne. Imagen tomada de elpais.com

Como no podía ser de otra manera, tan apasionante tema con bases y fundamentos matemáticos y científicos, pero que puede llegar a entrar en el campo de la ciencia ficción y la irrealidad, ha sido el caldo de cultivo perfecto para que tanto en la Literatura como en el Cine hayan visto la luz algunas obras verdaderamente míticas e inmortales, además de bien fundamentadas y asesoradas. Otras son simplemente obras de ciencia ficción de mayor o menor calidad, con más o menos fundamento y certeza. No quiero terminar esta parte del artículo sin referirme a varias de estas producciones que a mi juicio y por su calidad, bien merecen ser mencionadas.

Por orden cronológico, empezaré nombrando la novela Contact, del astrónomo y divulgador científico Carl Sagan, publicada en el año 1985. Para escribir esta novela, el autor consultó a Kip Thorne sobre los viajes en el tiempo a través de los agujeros de gusano, elemento utilizado en la trama del libro, ya que los protagonistas viajan a través de estos túneles del espacio – tiempo a un punto en el centro de la Vía Láctea. Más tarde, en el año 1997, la novela fue llevada al cine con el mismo nombre, siendo una de las películas más recordadas y exitosas de finales del siglo XX.

También en 1985 vio la luz la primera de las tres películas que conforman la trilogía Back to the Future (🔗)Regreso al Futuro-, a la que ya me he referido al inicio del artículo, una de las producciones cinematográficas más célebres de la historia del Séptimo Arte. Realmente, la película no va desacertada haciendo referencia al desarrollo de velocidades altas para conseguir viajar en el tiempo, aunque eso sí, para poder viajar al futuro se necesitarían velocidades muchísimo más altas que las modestas 88 millas por hora (140 km/h) que alcanza la máquina del tiempo DeLorean -ya hemos comentado que las velocidades serían próximas a la de la luz, del orden de 300.000 km/s).

Imagen tomada de en.wikipedia.org

En 2014 se estrenó Interstellar, dirigida por Christopher Nolan y protagonizada por Matthew McConaughey, entre otros. En la película, un equipo de astronautas viaja a través de un agujero de gusano en busca de un nuevo hogar para la humanidad -o lo que viene a ser buscar un sitio de emergencia para poder vivir después de haber reventado el planeta Tierra y haberlo dejado seco y sin recursos-. Kip Thorne, cuyo trabajo acerca de los agujeros de gusano y los viajes en el tiempo inspiró la película, fue el productor ejecutivo y participó como consultor científico, así que poco más que añadir de cara a su fundamento en las teorías físicas y su posible veracidad.

Y por último, quiero hacer mención de una serie que si bien puede llegar a tener una trama algo liosa y enmarañada por momentos, es sin duda merecedora de ser calificada como una de las mejores obras de ciencia ficción de principios del siglo XXI. Me estoy refiriendo a Dark (🔗), distribuida por Netflix (🔗), y en la cual podemos oír a sus protagonistas en diálogos como éste: “El viaje en el tiempo es posible. La formación de agujeros de gusano por medio de impulsos gravitacionales no es solo una teoría. […] ¿Te permite viajar a través del tiempo y del espacio? ¿Puede producir un agujero negro?”. Una frase del mismísimo Albert Einstein da comienzo a la serie: “La distinción entre pasado, presente y futuro es solo una ilusión obstinadamente persistente”. Estas palabras no son otra cosa que una definición -literaria- del concepto espacio – tiempo. Y la serie juega con él magistralmente a lo largo de su desarrollo.

Imagen tomada de en.wikipedia.org

Y ya que he citado algunas obras literarias y cinematográficas en las que el tema estrella son los viajes en el tiempo, no quiero terminar el artículo sin hacer mención de algunas páginas y sitios en los que he explorado -y aprendido- para poder redactarlo. Uno de esos sitios es el canal de YouTube Date un Vlog (🔗), del físico e ingeniero Javier Santaolalla (https://javiersantaolalla.es/), en el cual y mediante videos divertidos, amenos y de duración razonable, aborda diversos temas de la Física llegando a hacer fácil de entender algo tan peliagudo como la Física de partículas o la Teoría de la Relatividad.

También he venido a dar, de casualidad, con un blog en el cual encontré un artículo muy interesante y logrado, muy bien trabajado y con abundancia de información, además de bien estructurado. El blog en cuestión es Crononautas (🔗), y el artículo La dilatación temporal (I): cerca de la velocidad de la luz (🔗), artículo muy recomendable con una segunda parte: La dilatación temporal (II): la fuerza de la gravedad (🔗).

National Geographic (🔗) también tiene artículos muy interesantes, referidos a los agujeros negros (🔗), los agujeros de gusano (🔗) y los viajes en el tiempo (🔗).

Y no menos útiles me han resultado las consultas a la Wikipedia (🔗), especialmente a sus artículos sobre la Teoría de la Relatividad (🔗), los agujeros negros (🔗), los agujeros de gusano (🔗) y los viajes en el tiempo (🔗), todos ellos de gran calidad y desarrollo, con gran cantidad de información y verdaderamente conseguidos.

Así que ya sabemos con certeza que la posibilidad de viajar en el tiempo existe, al menos hacia el futuro. Eso sí, tendremos que esperar a que la humanidad tenga a su alcance la tecnología necesaria que lo haga factible. En cuanto a los viajes al pasado, de momento sólo es una posibilidad teórica que, hasta que no se demuestre lo contrario, queda fuera de nuestro alcance por motivos científicos y técnicos. Lo que sí es seguro es que vamos viajando hacia el futuro de manera inevitable, segundo a segundo, realizando el viaje que todos y cada uno de los seres humanos están obligados a hacer: el viaje de la vida.