¿Que es el tiempo? Un concepto tan familiar parece no necesitar explicación. Sin embargo, la física moderna ha desmantelado muchas de nuestras intuiciones y ha descubierto que el tiempo es en gran medida una ilusión.
15 DE JULIO DE 2024
El debate sobre el verdadero significado del tiempo, o incluso sobre su existencia en un nivel fundamental, está más vivo hoy que nunca y toca las cuestiones más profundas de la física teórica.
A principios del siglo XX, Albert Einstein revolucionó nuestra concepción del espacio y del tiempo con su teoría de la relatividad especial (1905) y general (1915).
Según estas teorías, el tiempo depende de la velocidad del observador y del campo gravitacional al que está sujeto, fenómenos que incluso han sido demostrados experimentalmente.
Desde entonces, concebimos el tiempo como una dimensión con el mismo carácter que las tres dimensiones espaciales: la cuarta dimensión .
El tiempo de la cabeza no es el tiempo de los pies.
Supongamos que el reloj de nuestra casa marca las 10 cuando salimos a caminar y las 11 cuando regresamos.
El sentido común dice que para ti ha pasado una hora y que el reloj que llevas en el bolsillo (si funciona correctamente) también habrá pasado una hora. Pero, estrictamente hablando, esto es incorrecto.
Debido a que se mudó, el tiempo transcurrido para usted y su reloj es ligeramente más corto que el del reloj que dejó en casa. La diferencia es tan pequeña que, a todos los efectos prácticos, es cero. Pero cuando se hace este tipo de experimento con relojes atómicos, se descubre que el tiempo transcurrido es diferente (y la discrepancia es exactamente lo que predice la teoría de Einstein).
Lo mismo ocurre con la gravedad: cuanto mayor es el campo gravitacional, más lento pasa el tiempo.
Cuando estamos de pie, el tiempo pasa más rápido en nuestra cabeza que en nuestros pies. Este hecho también ha sido probado experimentalmente.
No existe un tiempo universal. No es posible decir que “en un momento dado” la realidad sea una realidad dada, compuesta de hechos que suceden simultáneamente en diferentes lugares. Para otro observador, los hechos que constituyen “la realidad del presente” son diferentes.
¿Es el paso del tiempo una ilusión?
La idea psicológica más poderosa sobre el tiempo es que, a diferencia del espacio, fluye. Los acontecimientos pasados ya sucedieron. Existieron, pero ya no existen. Y los futuros aún no han sucedido. Sólo el presente tiene existencia real.
Sin embargo, no hay nada en las ecuaciones físicas que nos diga que el tiempo fluye de esta manera. Estas leyes relacionan eventos en diferentes momentos (es decir, caracterizados por diferentes valores de la coordenada temporal), pero no nos dicen que el tiempo fluye del pasado hacia el futuro.
Por increíble que parezca, el paso del tiempo probablemente sea una ilusión . Una ilusión muy fuerte, por cierto.
La flecha del tiempo (y la entropía)
El tiempo parece fluir en una determinada dirección y no en la contraria. A esto se le llama la “flecha del tiempo”.
Cuando dejamos caer un huevo al suelo, se rompe, pero nunca ocurre que las piezas se vuelvan a juntar espontáneamente y el huevo salte a nuestras manos. La razón de este proceso aparentemente irreversible reside en el segundo principio de la termodinámica, según el cual “la entropía siempre tiende a aumentar” .
En términos coloquiales, la entropía es algo parecido al desorden de un sistema físico. De hecho, el segundo principio no es una ley física, sino pura estadística. Hay muchos más estados desordenados que estados ordenados y, por tanto, la evolución siempre tiende a desordenar los sistemas.
Tome una baraja de 20 cartas rojas encima de 20 cartas negras y mezclelas. Pronto perderás esta configuración especial. Pero por mucho que te equivoques, en la práctica nunca volverás a la configuración inicial, aunque eso sería posible en principio. Son estos procesos irreversibles los que crean una flecha del tiempo, que distingue el pasado (menor entropía) del futuro (mayor entropía) .
Todos los procesos son reversibles.
En el momento del Big Bang, el Universo tenía muy baja entropía, es decir, muy poco desorden.
Nadie sabe por qué ocurrió este evento crucial (aunque existen modelos interesantes para explicarlo), pero fue gracias a él que la entropía pudo aumentar y que se creó la flecha del tiempo que conocemos .
Desde aquel remoto momento, la entropía sólo ha aumentado mediante procesos irreversibles, como la rotura de huevos.
Los procesos irreversibles producen un poderoso sentido de causa y efecto, en este orden temporal. Sin embargo, en las ecuaciones físicas no encontramos esta distinción, ya que todos los procesos son de hecho reversibles .
Ejemplo de la piedra en el lago.
Imagínese dejar caer una piedra en un lago, provocando las típicas ondas concéntricas en la superficie.
En principio, el proceso podría darse en sentido contrario: debido a una fluctuación aleatoria de la superficie del agua, se formarían ondas perfectamente concéntricas que avanzarían hacia el centro, donde se produciría un remolino que levantaría la piedra del fondo del agua. el lago y tírelo a su mano, dejando la superficie perfectamente tranquila. Como una película al revés.
Esto no está prohibido por las leyes de la física, pero es extremadamente improbable.
La razón radica en el segundo principio de la termodinámica: los procesos siempre van de menor entropía a mayor entropía . Y el estado de la piedra en nuestra mano y el lago en calma tienen mucha menos entropía que la piedra en el fondo del lago y el agua ligeramente calentada por el impacto de la piedra.
Si se nos muestra una imagen de ondas circulares en la superficie de un lago, las relacionaremos (diremos que son “causadas”) con un estado de menor entropía (por ejemplo, la caída de un objeto). Lo contrario (una fluctuación aleatoria del agua) es muy poco probable.
Por tanto, situaremos la causa en el pasado, en el dominio de la baja entropía. Por eso hablamos de causas y efectos, donde las primeras preceden a los segundos. Y es también la razón por la que se forman registros y recuerdos del pasado.
La naturaleza del tiempo
El mundo está lleno de huellas del pasado: cráteres de la Luna, fósiles, construcciones humanas, etc. Por la misma razón, relacionamos los registros de nuestro cerebro (nuestros recuerdos) con eventos pasados que los “causaron”.
Esto genera la sensación psicológica de que viajamos del pasado al futuro : del pasado (baja entropía) tenemos abundantes registros y recuerdos, mientras que el futuro (alta entropía) es incierto. Además, la percepción es que el pasado “ya sucedió”, pero el futuro “aún no ha sucedido”, aunque las leyes de la física no proporcionan exactamente esta interpretación.
Aunque la mayoría de los físicos coinciden con lo anterior, lo cierto es que aún no conocemos la naturaleza del tiempo en toda su profundidad . Y sólo lo sabremos cuando se reconcilien la teoría de la relatividad general y la mecánica cuántica, los dos pilares de la física moderna. Por ahora, podemos apreciar la idea de que el paso del tiempo (deseado o no) es sólo una ilusión .
ZAP // La conversación
___________
Fuente:
