En física se habla mucho de Tiempo y los cosmólogos lo han mezclado con el espacio. Sabemos que el presente está hecho del pasado y que el futuro será la consecuencia del presente.
‘Pasado’, ‘Presente’, ‘Futuro’ ¿Es todo eso Tiempo? ¿No será simplemente una ilusión? ¿Cuándo nació el Tiempo? Algunos dicen que el comienzo del Tiempo se sitúa en el Big Bang.
Sin embargo otros, dicen que el Tiempo es muy anterior a ese momento que, simplemente, es una repetición de lo que antes pasó.
No siempre sabemos ver… lo que el Tiempo es.
Hablamos del pasado y del futuro estando en el presente pero, por lo general, el pasado lejano se nos muestra si estuviera retratado por la cámara que sostenía una mano temblorosa, todo aparece movido, confuso, sin claridad. Los espacios oscuros en los que nada podemos ver, tendemos a rellenarlos con conjeturas, hipótesis y teorías de lo que fue, de lo que pasó.
Otras veces, sin embargo, se alza ante nosotros inmenso, sostenido por un fuerte pedestal y nos habla de su magnificencia mientras nos muestra las hazañas del pasado y el transcurrir de la Naturaleza en aquel Tiempo pretérito.
También, en ocasiones ocurre que, lo que vemos, nos parece increíble.
Bueno, al menos del pasado podemos buscar vestigios, huellas y señales que nos hablen de lo que pasó.
Otra cuestión muy distinta es eso que llamamos futuro y que está más allá del presente, es lo que aún no ha pasado, lo que no historia, lo que tiene que llegar.
Es en ese plano de lo que podrá ser, donde entra de lleno nuestra imaginación que, haciendo un ejercicio de inventiva, trata, con los del pasado y del presente, construir una imagen de lo que podrá ser.
Todo cambia pero, ¿lo harán las constantes de la Naturaleza?
Claro que, somos grandes animales con algo de racionalidad y, nuestra tendencia, es magnificar todo lo nuestro y, en la mayoría de los casos, nuestra perspectiva resulta ser errónea, ya que, el sentido que tenemos de la “realidad”, no siempre concuerda con la realidad de la Naturaleza que no hemos llegado a comprender.
La mejor demostración de ello es que, ni sabemos explicar lo que el Tiempo es. ¡El Tiempo!, ahí están encerrados esos conceptos de pasado, presente y futuro que, en realidad, hemos inventado poder ubicar nuestro paso por este mundo.
Algunas veces me sorprendo a mí mismo pensando en esa abstracción que llamamos Tiempo, en su transcurrir, en lo que caro que nos resulta a todos poseerlo, toda vez que, mientras pasa, nosotros estamos consumiendo nuestra estancia aquí que está marcada por un “tiempo” limitado que debemos aprovechar desarrollar lo que seremos.
Como somos animales eminentemente sociales, tendemos a explicar nuestras ideas y tratamos de que, todo lo nuestro quede, de alguna manera, para la posteridad. Los hechos destacados quedaron grabados, primero en rústicos dibujos en las paredes de las cuevas, más tarde en las piedras y en los muros de las construcciones, en papiros y finalmente en los libros de historia y, más modernamente, en grabaciones filmadas en películas que nos permiten visualizar la historia.
Claro que, del futuro, como aún no ha llegado, sólo podemos imaginar. Tenemos los medios tecnológicos construir los futuros que podrían ser, y, representamos historias inventadas que nos llevan a ese futuro soñado.
Unas veces será idílico y perfecto y otras, por el contrario, será un futuro en el que, la misma tecnología que hemos creado, se apodera del mundo y trata de destruirnos.
En ese futuro imaginario, nuestra tendencia es la de representar el escenario que, según creemos, se podría producir dentro de…más o menos Tiempo que está por venir. En el espacio estarán muchas de esas historias futuras, pues pensamos que entonces, seremos los señores, no ya del Espacio, sino del Hiperespacio mismo, es decir, estaremos en posesión de conocimientos que nos permitirán burlar el muro que hoy tenemos delante, ¡la velocidad de la luz! Infranqueable en este tiempo presente para nosotros.
¿Será científicamente posible superar la velocidad de la Luz?
Bueno, no parece que en nuestro Universo eso pueda ser posible nunca.
Sin embargo, sí parece factible que adquiramos conocimientos para poder burlar ese muro ahora infranqueable.
“Los motores de curvatura que impulsaban a la nave Enterprise en sus escarceos por el espacio pueden convertirse en una realidad y permitirnos “superar” la velocidad de la luz”.
Han declarado unos científicos de los que no recuerdo sus nombres.
Sin embargo, si la velocidad de la luz puede ser burlada, antes de que dicha proeza la puedan conseguir los científicos de nuestra especie, creo que vendrá de la mano de la misma Naturaleza que, teniendo todas las respuestas, considerará llegado el Tiempo y nos señalará el camino lograr ese sueño por imposible de realizar.
Como decía al principio, el pasado no siempre está claro ni es diáfana su lectura, y, de lo que hemos podido recuperar y conservar, aprendimos y nos señaló el camino a seguir, aunque no por ello, dejamos de repetir algunos errores y de caer en las mismas trampas.
La sabiduría de los antiguos queda al descubierto: “El hombre es el único animal que tropieza dos veces en la misma piedra”. Bueno, en realidad, el tropiezo se reproduce una y otra vez, sólo tenemos que mirar hacia atrás en el Tiempo comprobar las muchas torpezas repetidas.
El transcurso del tiempo, a pesar de todo nuestro empeño, termina por enseñarnos y adquirimos eso que llamamos experiencia y que nos hace más sabio: “Más sabe el diablo por viejo que por diablo”.
Según nos dice la Relatividad Especial, otra cuestión a tener en cuenta en todo ésto es la velocidad a la que nos podamos mover. En el movimiento que arriba podemos ver, de una persona que camina, no implica cambio alguno al no ser una velocidad relativista, es un simple desplazamiento de lugar.
Nosotros, en nuestra vida cotidiana no hacemos que el Tiempo se ralentice o se agilice, transcurre a la velocidad que el ritmo del Universo ha impuesto nosotros. Una estrella vive diez mil millones de años y, nosotros (al menos de momento), estamos cerca de alcanzar la media de los cien.
Cada cosa, animada o no, tiene su propio Tiempo.
No pocos piensan que el futuro y el pasado no existen, que son irreales y que estamos en un continuo presente. Claro que, el pasado sí existió, recuerdo pasajes de mi infancia junto a mi padre que fueron muy reales.
Del futuro, no puedo recordar nada por mucho que me quiera esforzar, sólo puedo representar pasajes que mi imaginación dibuja en mi mente y que, al contrario de aquellos otros del pasado que son inamovibles, éstos, pueden ser cambiados a voluntad. Claro aquellos del pasado fueron y estos del futuro, nunca tuvieron una realidad.
Lo que nosotros consideramos el futuro, será el presente de nuestros hijos con los que, , compartimos el presente que para entonces, para ellos será el pasado, cuando nosotros no estemos y formemos parte de la historia.
El futuro, a pesar de que no ha llegado aún, es “leído” por algunos que dicen tener ese “don”, ¡pueden ver lo que no ha pasado!
Llevan al convencimiento a los crédulos de que, “su futuro” será de ésta o aquella manera.
¡Cómo somos!
En todos los tiempos y lugares, siempre existieron espabilados que se aprovecharon de esa abstracción que llamamos Tiempo, para de una u otra manera, obtener beneficios y posiciones privilegiadas haciendo creer a otros que ellos conocían lo que nadie puede conocer.Una cosa es la probabilidad y otra muy distinta…, la certeza.
Parece mentira que alguien pueda creer estas supercherías
que nacemos, comienza “nuestro Tiempo” que, como regla universal y para nuestro bien, es algo secreto, nadie conoce la duración de su Tiempo que, por otra parte, no pocas veces está en manos del azar.
Si todo transcurre con normalidad y no somos atacados por ninguna enfermedad, accidente, ataque , etc., nuestro Tiempo será el de la vida media de una persona sana que, hoy en día, está en los 80 años.
Conocer la duración de nuestro tiempo sería, en muchos casos, motivo más que suficiente para vivir angustiados y, en algunos casos, nadie sabe qué reacciones o comportamientos podríamos tener en qué casos concretos.
Su Tiempo transcurre lleno de felicidad.
¡La Naturaleza es sabia!
El Tiempo, es algo tan subjetivo que, siendo el mismo todos, en la realidad, no lo es. Cómo puede transcurrir el Tiempo igual y de la misma manera para el que todo lo tiene, que goza de una salud inmejorable, que ama y es amado, que vive en la tranquilidad y certidumbre de que ningún problema podrá venir a perturbar su paz, con aquel otro que, viviendo en la más grande de las pobrezas, carece de todo, la vida le ha negado cualquier alegría, vive debajo de un puente, enfermizo y en la más completa incertidumbre.
Para él, la vida es de una dureza tal que, no pocas veces, pensó en acabar con ella.
El primero puede “ver” y sentir el Tiempo transcurre con normalidad, todo se desarrolla a su alrededor al ritmo que marca el tic tac del reloj de oro que lleva bien abrazado a su muñeca.
El otro, sentir en lo más profundo de sus pensamientos como el “Tiempo” transcurre lento, como un martirio que nunca acaba, como algo que se ensaña y se regodea de su sufrimiento.
¿Qué tiempo es el suyo?
¿Con qué derecho nos podemos llamar Humanos?
No todos podemos sentir, el transcurso del Tiempo de la misma manera. Todos tenemos “nuestro propio Tiempo”.
Y, lo cierto es que, el Tiempo de muchos me hace sufrir, al contemplar como lo que llamamos Humanidad, consiente que muchos sufran ese “Tiempo In-Humano” que, a estas alturas, no debería existir.
Yo, por ejemplo, tengo muchas clases de Tiempo, ese que no deja sentir su transcurrir esto y leyendo o escribiendo sobre temas de Ciencia, y, aquel otro, que se me hace eterno, cuando tengo que cumplir con algún compromiso social. En aquel tiempo primero de cuyo transcurrir ni me entero, mi “espíritu” está gozando al bucear en los misterios de la Naturaleza que nos asombra y, al mismo tiempo, nos explica, el por qué de las cosas.
En el “otro tiempo”, el que transcurre lentamente y no acaba nunca de pasar, las horas se hacen interminables, escuchar a la señora que te lo listo que su nieto es, oír al joven que lo sabe todo, al jubilado que se queja de todo, o, simplemente escuchar banalidades de esta o aquella “famosa”… que, el transcurso del tiempo me resulte interminable.
Lo cierto es que, el Tiempo, no es igual en todas partes.
Según las leyes de la Relatividad, el eje más horizontal siempre es Espacio, mientras que el más vertical siempre es Tiempo.
Por tanto, al cruzar el Horizonte de sucesos de un Agujero Negro, lo que nosotros entendemos por Tiempo y Espacio ¡habrán intercambiado sus papeles! Es decir, el Tiempo será Espacio y el Espacio será Tiempo. ¡Qué cosas!
Otro Tiempo, diferente del nuestro cotidiano es aquel que, podríamos vivir si tuviéramos la suerte de ser pasajero de una nave cuya velocidad se acercara o fuese próxima a la de la luz. Nuestro Tiempo, se ralentizaría y su transcurrir, sería mucho más lento que el Tiempo de nuestros familiares y amigos que se quedaron en la Tierra.
Claro que, también eso sería antinatural y, dependiendo de a dónde fuésemos, se podría dar el caso de que, a nuestro regreso, no estarían aquí ninguno de nuestros seres queridos.
Así que, renuncio a ese Tiempo y, prefiero el mío propio en el que, salvo sorpresas inesperadas, transcurrirá según lo previsto.
Dan un poco de miedo, tan fríos y faltos de sentimientos
Algunos pintan el porvenir (es decir, el futuro) de manera tal que, lo que hemos construido nos sobrepasará, se harán los dueños del mundo y de los mundos a los que nosotros, pobres humanos, nunca podremos llegar.
Sobre esto del “Tiempo” hemos construido muchas frases:
- “Vive el Presente de manera tal que, en el Futuro, tengas un bonito Pasado”.
- “El Futuro estará siempre, construido por tu Presente”.
Todo es Causalidad.
- “El Presente está cargado del Pasado y, el futuro, será lo que determine el Presente”.
- “Todo lo que será, tiene causa en lo que es”.
“El Futuro tiene muchos nombres. los débiles es lo Inalcanzable. Para los temerosos, lo Desconocido.
Para los valientes es la Oportunidad” .
“Me interesa el futuro porque es el sitio donde voy a
pasar el resto de mi vida”.
En realidad, quiso construir una frase inteligente y se queda en perogrullada, ya que, el resto de su vida siempre será Presente, y, después de ese “resto”…
¡Estará muerto!
Pero, a todo esto, ¿qué piensas tú sobre lo que el Tiempo es, cómo ves el Pasado, el Presente y el Futuro?
¿Será todo una misma cosa dividida por tramos todos, de una u otra manera conexos?
¿Será que, los seres vivos inteligentes sólo existe el eterno Presente y que, el Pasado sólo pertenece a los muertos y el Futuro a los que no han llegado a vivir todavía?
¿Cómo clasificarías tú el Tiempo?
Lo de la Imagen de arriba son los V-polos de la polarización en la electrodinámica cuántica que nos lleva a la estructura compuesta del tejido del espacio vacío en el que aparecen las partículas virtuales. Si lo llamamos “espacio vacío”, ¿cómo puede estar lleno a rebosar de partículas virtuales que aparecen y desaparecen en un continuo ser y no ser? En qué “mundo” viven esas partículas?
Claro que las cosas nunca son tan simples y hasta donde hemos podido llegar, sabemos que todavía, no conocemos la Naturaleza. Podemos hablar del Tiempo y de los distintos comportamientos que en diversas circunstancias pueda tener, o, nosotros, lo podamos percibir.
De la misma manera que no sabemos lo que el Tiempo es, tampoco podemos decir que sepamos lo que es la materia y los comportamientos que en ella podemos observar, toda vez que, de ser inerte evoluciona hasta la vida y, ésta, alcanza los sentimientos.
Inmersos en la Cosmología que nos dejó Einstein de la Relatividad General y en la Mecánica Cuántica de Planck y sus destacados seguidores, andamos a la búsqueda de esa verdad que nunca encontramos.
La Relatividad General nos trajo una nueva Cosmología y nos dijo cómo era el Universo.
La Constante cosmológica (a la izquierda en la ecuación de Einstein)y, la Energía de vacío (a la derecha).
En varias oportunidades anteriores hemos señalado que las condiciones iniciales juegan un papel singular en cosmología.
Ello ha sido así, porque, en general, las condiciones iniciales y las leyes de la Naturaleza constituyen las dos partes esenciales de cualquier estimación física.
Las condiciones iniciales muestran la disposición de las fuerzas y las partículas al iniciarse un experimento. Las leyes indican lo que sucede.
Por ejemplo, los movimientos de las bolas sobre una mesa de billar dependen tanto de las leyes de la mecánica como de sus posiciones y velocidades iniciales.
Aun cuando estas condiciones iniciales deben especificarse al principio de un experimento, también pueden calcularse a partir de sucesos previos.
En el caso de las bolas de billar, su disposición inicial es el resultado de una disposición previa, que en último término es el resultado de cómo el taco golpeó la primera bola. De este modo, las condiciones iniciales de un experimento son las condiciones finales de uno previo.
Este concepto no sirve para las condiciones iniciales del universo.
Por definición, nada existió antes del principio del universo, si es que el universo tuvo en realidad algún principio, de modo que sus condiciones iniciales deben suponerse como un punto de partida, ya que la cosmología no puede predecir nada con respecto al universo, a menos que haga alguna suposición sobre las condiciones iniciales.
Sin dicha suposición, lo único que se puede afirmar es que las cosas son como son ahora porque fueron como fueron en una etapa más temprana.
Un punto de partida como éste incomoda de sobremanera a nosotros los físicos, que deseamos saber por qué.
Por otra parte, en el mundo todavía persiste la existencia de gente que sostiene que la ciencia debería averiguar sólo con las leyes locales que controla cómo evoluciona el universo en el Tiempo.
Esa gente considera que las condiciones de frontera para el universo que determinan cómo éste se inició, es un asunto para la metafísica o la religión, más que para la ciencia.
Por otro lado, las propias teorías exitosas de la física dificultan más aún la situación.
En efecto, según la Relatividad General, debería haber una singularidad en nuestro pasado.
En esa singularidad, las ecuaciones de campo no podrían ser definidas.
Así, la relatividad general clásica provoca su propio colapso: predice que no puede predecirse el universo.
Pero esa conclusión no satisface las inquietudes de la generalidad de la comunidad científica. Si las leyes de la física pudieron quebrantarse al principio del universo, ¿por qué no podrían quebrantarse en cualquier parte?
En la teoría cuántica hay un principio que establece que cualquier cosa puede ocurrir si no está absolutamente prohibida. Una vez que se permitiera a las historias singulares tomar parte en la integral de camino, éstas podrían ocurrir en cualquier lugar y la posibilidad de predecir desaparecería por completo.
Si las leyes de la física colapsan en las singularidades, podrían colapsar en cualquier parte.
Muchos son los enigmas que nos quedan por desvelar y el “Salto Cuántico” es uno de ellos
También, podría postularse que las leyes de la física se cumplen en todas partes, incluyendo el inicio del universo.
Por ejemplo, se podría predecir que el universo comenzó con una densidad y una temperatura uniformes, y que existía un equilibrio casi perfecto entre la energía gravitacional y la energía cinética de expansión.
La pregunta es si estas condiciones iniciales son viables.
¿Son probables o improbables?
Tradicionalmente, los argumentos probabilísticos requieren que un experimento se realice en un gran número de sistemas idénticos, o bien que se repita muchas veces en un solo sistema. Pero aquello cómo se podría desarrollar cuando estamos hablando del universo que, por lo menos para la raza humana, es único.
Pero como el problema es más de necesidad que de interés, los físicos trabajamos con denuedo para encontrar el camino que los lleve a poder predecir las condiciones iniciales del universo.
El modelo estándar del Big Bang, basado en la teoría de la gravedad de Einstein, precisa que el estado del universo antes que se gatillara su existencia fuera de una densidad infinita.
Sin embargo, los científicos concuerdan en que este modelo no resulta completo a densidades de materia extremadamente altas.
Más aún, han llegado casi al convencimiento que las leyes físicas que gobiernan el universo prescriben en un estado inicial que posteriormente se desarrolla en el Tiempo.
En la física clásica, solamente si el estado inicial es descrito con precisión entonces su evolución subsecuente será fiable.
Lo último, ha llevado a la gran mayoría de los físicos a aceptar la posibilidad de describir la Naturaleza mediante probabilidades, no certezas.
Para nosotros, son más las probabilidades que las certezas. Muchas más las preguntas que las respuestas. La Naturaleza no siempre puede ser predecible y, otro ingrediente con el que tenemos que contar es el Azar que, está ahí presente y aparece en el momento menos esperado.
El Universo es Incertidumbre.
En la física cuántica, estimando el estado inicial de un sistema se da la posibilidad de calcular las probabilidades en que estado se encontrarían éstos transcurrido un tiempo desde el inicio.
¿Son aplicables esas leyes de la física cuántica al estudio del universo?
La cosmología intenta describir con leyes físicas el comportamiento de la totalidad del cosmos.
Por ello, la aplicación de leyes cuánticas en esa labor no soslaya el problema de los datos del inicio ya que igual seguiría persistiendo la interrogante sobre qué estado inicial se aplicarían esas leyes.
En la práctica, los cosmólogos tienden a trabajar retrocediendo en el tiempo, a través de las propiedades observadas, para entender en que condiciones se encontraba el universo en sus primeros millones de años de vida. Hasta la fecha, ha sido un procedimiento de buenos resultados.
Sin embargo, igual los lleva a la, hasta ahora, insuperable frontera de predecir bajo que leyes de la física se comportaban las condiciones iniciales.
El modelo inflacionario del universo, ha venido siendo aceptado como una explicación para varios problemas que presenta la cosmología estándar.
Según ese modelo, la «sopa inicial» de la cual se gatilló el inicio del universo debió haber comportado materia en un estado de alta excitación.
Lo anterior, lleva a la pregunta de por qué esa materia estaba en un estado tan excitado. La respuesta de esa interrogante demanda de una teoría que pueda explicar las condiciones iniciales pre-inflacionarias.
Hay dos modelos candidatos serios para tal teoría. Uno de ellos es el de la inflación caótica propuesto por Andrèi Linde de la Universidad de Stanford.
Según Linde, el universo tuvo un comienzo absolutamente arbitrario.
En algunas regiones la materia tendría una mayor energía que en otras, lo que prolongaría el período inflacionario hacia el universo observable.
El segundo candidato en la consecución de una teoría de las condiciones iniciales es la «cosmología cuántica», la aplicación de la teoría cuántica al estudio de todo el universo.
Ello, podría aparecer como un absurdo, ya que un sistema de la magnitud del universo obedece a las leyes de la física clásicas.
La teoría de la relatividad general de Einstein, que se inserta en la física clásica, describe con exactitud la evolución del universo desde la primera fracción de segundo en que éste se inició hasta ahora.
Sin embargo, sabemos que la relatividad general es incompatible con los principios de la teoría cuántica y, por ello, no es apropiada para describir procesos físicos que ocurren a escalas de longitudes cortas y de breve tiempo. Para realizar ese tipo de descripción se requiere una teoría de gravedad cuántica.
Los físicos no hemos escatimado esfuerzos intelectuales para elaborar una teoría completa de la gravedad que incluya la mecánica cuántica, hasta ahora en vano.
Los cálculos de cualquier teoría propuesta de la gravedad cuántica no han sido «limpios», ya que arrojan números infinitos.
Los físicos no estamos seguros si el problema es técnico o conceptual.
No obstante, incluso prescindiendo de una teoría completa de gravedad cuántica, se puede deducir que los efectos de la mecánica cuántica, habrían sido cruciales durante los primeros 10-43 segundos del inicio del universo, cuando éste tenía una densidad de 1093gramos por centímetro cúbico y mayor.
(El plomo sólido tiene una densidad de aproximadamente diez gramos por centímetro cúbico.) Este período se denomina la era cuántica o era de Planck, y a su estudio se le llama «cosmología cuántica».
Durante esa era cuántica, el universo en su totalidad habría estado sujeto a grandes incertidumbres y fluctuaciones, en que la materia y la energía aparecían y desaparecían en grandes cantidades desde un vacío.
En ese escenario, el concepto de un principio del universo podría no tener un significado bien definido. En todo caso, la densidad del universo durante este período es de tal magnitud que escapa a nuestra comprensión.
Para propósitos prácticos, la era cuántica podría considerarse el estado inicial,
o principio, del universo.
En consecuencia, los procesos cuánticos ocurridos durante este período, cualquiera sea su naturaleza, determinaron las condiciones iniciales del universo.
