¿Son posibles los viajes en el tiempo? por Stephen Hawking

Todos viajamos en el tiempo. Durante este último año, yo me he movido hacia adelante un año, y ustedes también. Otra manera de decir eso es diciendo que viajamos en el tiempo a la velocidad de 1 hora por hora.

Pero la pregunta es, ¿podemos viajar en el tiempo a mayor o menor velocidad que "1 hora por hora"? ¿O podemos realmente viajar hacia atrás en el tiempo, retrocediendo digamos 2 horas por hora, ó 10 ó 100 años por hora?

Albert EinsteinEl gran científico del siglo 20, Albert Einstein, desarrolló una teoría denominada Relatividad Especial. Las ideas de la Relatividad Especial son muy difíciles de imaginar porque no son cosas que experimentamos en la vida diaria, pero los científicos las han confirmado. Esta teoría dice que el espacio y el tiempo son realmente aspectos de la misma cosa: del tiempo espacial. Hay un límite de velocidad de 300.000 kilómetros por segundo para cualquier cosa que viaje a través del tiempo espacial, y la luz siempre viaja al límite de velocidad.

La Relatividad Especial también dice que ocurre algo interesante al movernos a través del tiempo espacial, especialmente cuando tu velocidad relativa a otros objetos es cercana a la velocidad de la luz. El tiempo pasa más lentamente para ti que para las personas que has dejado atrás. No observarás este efecto hasta que regreses a esas personas estacionarias.

Digamos que tenías 15 años de edad cuando abandonaste la Tierra en una nave espacial viajando a aproximadamente el 99.5% de la velocidad de la luz, que es mucho más rápido de lo que podemos lograr hoy en día, y celebraste sólo cinco cumpleaños durante tu viaje espacial. Cuando llegues a casa a los 20 años de edad, ¡encontrarás que todos tus compañeros de clase tienen 65 años de edad, están jubilados y disfrutando de sus nietos!

En cierto sentido, esto significa que has estado viajando en el tiempo. Habrás experimentado sólo cinco años de vida, mientras que tus compañeros de clase habrán experimentado 50 años enteros. Esta es una manera de viajar al futuro a una velocidad mayor que 1 hora por hora.

Los viajes en el tiempo de cierto tipo también ocurren para los objetos dentro de campos gravitacionales. Einstein tenía otra teoría asombrosa denominada Relatividad General, que predice que el tiempo pasa más lentamente para los objetos en campos gravitacionales (como aquí en la Tierra) que para los objectos lejanos de tales campos. De modo que existen todo tipo de distorsiones del tiempo cerca de los agujeros negros, donde la gravedad puede ser muy intensa.

En los últimos años, algunos científicos han usado estas distorsiones en el tiempo espacial para pensar de posibles maneras en que podrían funcionar las máquinas de tiempo. Algunos consideran la idea de los "agujeros tubulares", que podrían ser atajos a través del tiempo espacial. Esta y otras ideas son interesantes experimentos del pensamiento en este momento, y tal vez no sean posibles para los objetos reales, pero están basadas en conceptos científicos sólidos. Sin embargo, en todos los viajes en el tiempo permitidos por la ciencia, no hay manera en que un viajero pueda retroceder a un momento anterior al cual se había construido la "máquina de tiempo".

Es increíble pensar con respecto a los viajes en el tiempo. ¿Qué sucedería si retrocedieras en el tiempo y hubieras impedido que se conozcan tu papá y tu mamá? ¡Hubieras evitado tu propio nacimiento! Pero entonces, si no hubieras nacido, no podrías haber regresado en el tiempo para impedir su encuentro.

Tengo la confianza de que los viajes en el tiempo hacia el futuro son posibles. Tendríamos que desarrollar tecnología avanzada para hacerlos. Podríamos viajar 10.000 años hacia el futuro y cumplir sólo 1 año durante ese viaje. Sin embargo, un viaje de este tipo consumiría una cantidad extraordinaria de energía. Los viajes en el tiempo hacia el pasado son más difíciles. No comprendemos demasiado bien la ciencia en la cual se basa.

El viaje en el tiempo divide a los científicos

"La mayoría de los físicos ven el viaje en el tiempo como algo problemático, cuando no manifiestamente imposible", señala el profesor Matt Visser, experto en relatividad de Nueva Zelanda, refiriéndose a la paradoja según la cual un viajero del tiempo mata a su abuela cuando está durmiendo en la cuna.

Sin embargo, Visser reconoce que no hay prueba matemática que excluya la posibilidad de que un viajero en el tiempo cambie su pasado. ¿Puede estar protegida la cronología?, se pregunta. "A pesar del trabajo de una década, no sabemos nada con certeza al respecto".

Es fácil escribir del viaje en el tiempo como lo hace la ciencia ficción. Pero la existencia de al menos un modelo detallado de máquina para viajar en el tiempo ha llevado a físicos como Hawking a elaborar una conjetura sobre la protección cronológica que descarta la posibilidad de un viaje al pasado.

Velocidad, gravedad y tiempo

Sin embargo, el viaje en el tiempo hacia el futuro, por pasos, es ya algo corriente. Las teorías especial y general de la Relatividad de Einstein, escritas en 1905 y 1916 respectivamente, mostraron que muy altas velocidades o una intensificación de la gravedad, pueden curvar el tiempo de la misma forma que lo haría una pelota sobre una lámina de goma. Cuanta más elevada es la velocidad o más intensa la gravedad, mayor es la curvatura del tiempo, más conocida como dilatación.

Los satélites orbitales, por ejemplo, recorren cinco kilómetros por segundo, lo que supone que sus relojes marcan el tiempo más despacio que los relojes que están sobre la Tierra, aumentando la diferencia horaria entre la Tierra y los satélites cuanto más tiempo pasa.

"Estos relojes sufren la dilatación del tiempo porque se mueven por el espacio y están en un punto diferente en la gravedad", explica el Doctor Hugo Luckock, decano de la Facultad de Matemáticas de la Universidad de Sydney. "Cuando los técnicos diseñan estos satélites, tienen en cuenta la dilatación de tiempo para evitar resultados incorrectos en las observaciones", añade.

El viaje en el tiempo, tal como se muestra en las películas, es una versión extrema de esto. En la película La Máquina del Tiempo, el protagonista viaja años hacia el futuro en sólo unos minutos y ve cómo avanzan rápidamente los relojes del mundo exterior. Pero si los observadores del mundo exterior pudiesen ver el reloj de la máquina del tiempo, verían que se mueve muy despacio. Los relojes de la máquina y del mundo exterior están separados por décadas de tiempo.

Cuestión de dinero, no de física

"La teoría permite viajar al futuro desde el punto de vista de la Relatividad", dice Paul Davies, autor de numerosos libros de divulgación científica y profesor de la Universidad Macquarie. "Es algo que depende del dinero y no de la física", añade.

Paul Davies Por eso los físico-teóricos están empeñados en desenredar los misterios que representa el viaje al pasado, más que en explicar el viaje al futuro. Aunque es concebible según las teorías de Einstein, el viaje al pasado es muy discutible, ya que mientras que los viajes al futuro requieren sólo de una aceleración de la velocidad, los viajes al pasado implican proezas exóticas y dudosas de ingeniería.

Paul Davies escribió en 2001 el libro Cómo construir una máquina del tiempo en el que perfiló un modelo de viaje al pasado a partir de una variante de los agujeros negros llamada agujeros de gusano. Los agujeros negros se forman gracias a las estrellas grandes que se han extinguido y condensado.

La fabricación de una máquina para viajar en el tiempo necesita de dos agujeros negros unidos entre sí a través de un agujero de gusano, que de esta forma sería, literalmente, una puerta al pasado.

El físico norteamericano Kip Thorne fue el primero que a mediados de los años ochenta reflexionó en cómo podría fabricarse una máquina del tiempo, y Davies explicó más tarde cómo la tecnología del siglo XXI facilitaría este cometido.

Tres pasos para llegar al pasado

En primer lugar, un minúsculo agujero de gusano sería creado en un acelerador de partículas, una estructura parecida a la que posee el CERN de Suiza o al Laboratorio Brookhaven de Nueva York.

En segundo lugar, este minúsculo agujero de gusano podría ser hinchado y conservado en este estado a través de la todavía no desarrollada materia exótica, como la antigravedad.

En tercer lugar, una boca del agujero de gusano se haría girar en un acelerador de partículas hasta aproximarse a la velocidad de la luz durante una década. De esta forma, se establecería una diferencia de dilatación del tiempo entre las dos aperturas del agujero de gusano. Al juntar las dos aperturas del agujero de gusano, tendríamos una máquina para viajar al pasado.

Este modelo tiene ciertas limitaciones: el primero en viajar al pasado llegaría antes de que el agujero de gusano y su puerta de salida hubiera sido construida. Esto impide que se puedan hacer viajes, por ejemplo, a la segunda guerra mundial y explica por qué no hay entre nosotros turistas del futuro.

Además, la máquina propuesta por Davies requiere una ingeniería espectacular y plantea problemas filosóficos.

Físicamente posible, pero...

"Nadie puede decir que según la física no es posible", señala el doctor Leo Brewin, decano de la Facultad de Matemáticas de la Universidad Monash. "Pero el proyecto es problemático en el sentido de la escala, ya que la energía necesaria para construir agujeros de gusano es enorme y es difícil imaginar cómo podrían conseguirse", añade.

El profesor Ray Volkas, investigador de la teoría de partículas en la Universidad de Melbourne, dijo que los desafíos de la ingeniería para construir agujeros de gusano son considerables: "la Relatividad de Einstein permite esta posibilidad sobre los agujeros de gusano, pero hay que pensar más en esto, ya que todavía hay que descubrir si realmente es posible".

Pero aunque los obstáculos de ingeniería sean enormes, al lado de los problemas filosóficos resultan pequeños. Incluso si sólo hablamos de enviar señales al pasado, los problemas son similares.

Supongamos que la máquina del tiempo está conectada a un explosivo situado a su lado y que es capaz de destruirla si la señal correspondiente es activada. Supongamos que la señal se activa a las 3 AM, para que la máquina del tiempo sea destruida una hora antes, a las 2 AM. Si el dispositivo explota y la máquina se destruye a las 2 AM, ¿cómo se podría haber enviado la señal una hora después de la explosión? Los resultados serían absurdos.

Hasta la teoría de la Relatividad, que ha permanecido infalible durante 80 años, ha considerado la posibilidad de los viajes al pasado. Ninguna prueba ha podido excluirlos, aunque científicos de campos experimentales, como las supercuerdas o la gravedad cuántica, han encontrado algo.

Stephen Hawking ha elaborado la Conjetura de la protección cronológica que básicamente dice que estas cosas no pueden pasar porque no sabemos darles sentido, dice Brewin. La física dice que con ecuaciones matemáticas estas cosas pueden ocurrir, pero los humanos rechazamos estas posibilidades porque son absurdas.

Universos paralelos

La explicación más popular de estas paradojas es la de los universos paralelos. Esta interpretación sostiene que el Universo, tal como sugiere Gwyneth Paltrow en la película Sliding Doors, integra a miríadas de universos alternativos, lo que permite en teoría viajar al pasado y matar a la abuela en su cuna sin que surja ninguna paradoja.

En el mismo momento en que un viajero llega al pasado, el Universo se separa en muchos universos: en el que conocemos a la abuela en vida y en otros en los que ella puede sencillamente estar o no estar.

El viajero del tiempo, por el mero hecho de viajar a través del tiempo, está condenado a entrar en alguno de los universos paralelos y es incapaz siempre de reintegrarse al Universo del que partió por primera vez en la máquina del tiempo.

Conjetura de protección cronológica

No todo el mundo comparte la teoría de los universos paralelos, incluyendo Brewin: "parece complicado aceptar que cada vez que usted y yo tomamos una decisión, el Universo se divide en algo diferente para que cada cosa mantenga su consistencia... Me resulta incómodo".

"Prefiero quedarme con la alternativa de que en cualquier viaje en el tiempo, independientemente de los cambios que se hagan, no tendrán una consecuencia en el pasado". En otras palabras, el viaje en el tiempo es válido mientras no genere una paradoja.

De cualquier forma que se mire, el viaje al pasado es intrínsecamente insatisfactorio. Pero mientras la Conjetura sobre la protección cronológica llega a ser la tabla de salvación de los historiadores, los viajes en el tiempo seguirán despertando el interés de los físico teóricos.

"No es serio porque algunos de nosotros pensamos que vamos a construir una máquina para viajar en el tiempo" dice Davies. "Es serio porque para nosotros es importante descubrir la estructura causal del espacio tiempo".

Extraído de un artículo publicado originalmente en The Age. Traducción del inglés: Eduardo Martínez. Copyright: Stephen Cauchi /The Age, Melbourne, Australia.