jueves, abril 13, 2006

La física de los Viajes en el Tiempo!!

Soy químico y me encantan las ciencias. Desde pequeño he leído novelas de Ciencia Ficción que despertaron mi curiosidad y me hicieron soñar con toda clase de situaciones e inventos que poco a poco he ido descubriendo que son completamente imaginarios, aunque no todos ellos son irrealizables!! Las novelas de aventuras de Julio Verne son un ejemplo perfecto. Cuando escribió “La vuelta al mundo en 80 días” era un viaje prácticamente imposible mientras que hoy los astronautas de la Estación Espacial Internacional dan varias vueltas al globo en un solo día. También fue maravilloso leer “20.000 Leguas de Viaje Submarino”, aunque ya en mi infancia carecía de cierto encanto pues los submarinos campaban a sus anchas por el mar. Hoy en día, todos los avances técnicos que poseemos sorprenderían a cualquier científico de hace apenas 60 años. Televisión Digital, teléfonos (sobre todo los móviles!!), microondas, aviones supersónicos, comunicación vía satélite, micro ordenadores personales, escáneres médicos, ingeniería genética… Mil ingenios que ya hace siglos fueron soñados como algo irrealizable pero que la investigación y la técnica han llegado a materializar!!

Por eso me gusta imaginar cómo será nuestro futuro. Por supuesto que hoy en día somos bastante más realistas y no nos vemos conquistando otros sistemas solares, por lo menos antes de un par de siglos más de pesquisas científicas, pero sí estamos poniendo las bases para lograr maravillas casi increíbles. Hoy me ha apetecido meterme un poco en una materia que suena a argumento de novela futurista: los viajes en el Tiempo. En principio el tiempo se pude medir, se puede calcular y hasta se puede matar con algunas sopas de letras pero es imposible acumularlo. No hay cajas como para las canicas, ni botellas como para los líquidos ni tan siquiera pilas como para la energía, aún así el tiempo es una magnitud física y es la Física la encargada de su estudio.

El cronómetro del tiempo es relativo!!!!!

Como buen químico, la física me da repelús, me encantan los conceptos que tiene y su técnica pero odio lo enrevesado de sus desarrollos matemáticos y prefiero ceñirme a explicaciones más sencillas y fáciles de comprender. Por eso antes de entrar en materia quiero disculparme por usar términos un poco vagos y ejemplos algo burdos pero es que me niego a hablar como un físico y si alguno me lee, sé que se enfadará, así que… Lo siento!! (Por cierto, si alguien cree que algo está mal explicado, no os cortéis y decírmelo!! Yo escribo esto para aprender!!) Bueno, dicho esto manos a la obra: hasta hace un siglo considerábamos las partes de la física por separado, materia y gravedad, magnetismo y ondas, energía y electricidad, pero gracias al grandioso Maxwell se probó que todo estaba relacionado. Las ondas se portaban como la materia (dualidad onda-corpúsculo), se podía generar electricidad mediante magnetismo, y hasta la materia se podía medir como energía, así hasta el tiempo era relativo. La verdadera relatividad física del universo que Einstein nos desveló, nos hizo comprender que no estamos viviendo un momento del tiempo, más bien es una aceleración del tiempo a la que estamos acostumbrados, me explico: Einstein calculó matemáticamente que el tiempo, nuestro tiempo, es una consecuencia de la velocidad a la que nos movemos por el espacio…

E=Según su teoría de la relatividad, todo en el universo es energía, os sonará la famosa E = m * c2 , pues en ella se representa la Energía como “E”, “m” es la masa del cuerpo y “c” es la velocidad de la luz. Para Einstein la materia era una forma condensada de energía, así si llegásemos a poder acelerar materia a la velocidad de la luz podríamos abrir las pequeñas tensiones que mantienen concentrada la energía en forma de materia para que se revelara su autentica naturaleza de energía. Además que es tanta la energía concentrada dentro de la materia que unos simples gramos convertidos en energía supondrían la misma energía que el sol produce durante horas!! Esto suena muy hipotético pero se comprobó su veracidad de forma terrible. Basándose en estos cálculos se diseñó la temible bomba atómica que simplificando se la puede definir como acelerador de Uranio, el cual se transforma en Plutonio y la ligerísima diferencia de masa entre los dos átomos es liberada en forma de energía, en forma de bomba…

Bueno, pues esta teoría tiene importantes consecuencias para los viajes temporales, según ella cuando aceleramos cambiamos las reglas del universo que nos controlan, por ejemplo la luz que viaja súper rápido apenas se ve afectada por la gravedad, sin embargo nosotros que vamos tan lentos sufrimos terriblemente esta fuerza!! De la misma forma el tiempo se puede controlar, se puede llegar a acelerar y ralentizar dependiendo de cómo nos portemos nosotros, dependiendo de nuestro punto de referencia. El ejemplo más sencillo y que me encanta usar es el del Reloj. Imaginaos frente a un reloj de agujas. Vemos la hora porque la luz viaja del reloj a nuestros ojos, pero si de repente nos alejamos del reloj, primero despacio y luego acelerando, al principio seguiremos viendo cambiar la hora pero cada vez ese reloj irá más lento, cuando alcancemos velocidades próximas a la de la luz llegará un punto en que viajemos con los mismos rayos de luz, a la misma velocidad, solo veremos una hora del reloj porque no nos llegarán nuevos rayos!!

Atomo Acelerado!!De esta forma llegaremos a detener el tiempo mientras que el reloj seguirá adelante!! Según la teoría de Einstein es posible viajar en el tiempo, pero solo hacía adelante nunca podremos adelantar el rayo de luz, para eso deberíamos ir más deprisa que él y justo en ese momento se romperían las tensiones que nos permiten ser materia y explotaríamos como la bomba atómica!!! Pero la ciencia avanza que es una barbaridad y hemos llegado al punto de superar esta barrera!! Desde siempre tenemos un concepto muy asentado sobre el tiempo, creemos que solo puede ir hacia delante, como un río que avanza y avanza, pero ese concepto del universo es muy cuadriculado, está pensado para las tres dimensiones y el tiempo también es una dimensión, la cuarta dimensión, por lo que al igual que las otras tres, tiene valores positivos y negativos.

Fue gracias a las demostraciones matemáticas de Kurt Goedel que se pudo ver el tiempo como una variable más, no como algo constante y unidireccional. Según este matemático las leyes de la física de Einstein impiden ir más rápido que la luz pero eso no quiere decir que no podamos adelantarla. ¿Cómo? Pues alcanzándola antes de salir. Comprendemos el tiempo como un río que avanza, pero los ríos tienen curvas, a veces avanzan en Zig-Zag y en remolinos circulares, algo así es la idea de Goedel, el universo no es recto, está sometido a las fuerzas de la gravedad y la cuántica por lo que si se puede viajar en círculo y a una velocidad próxima a la de la luz podemos tratar de alcanzar un punto anterior a que la acción misma haya ocurrido, o sea, viajar atrás en el tiempo!! Se puede resumir como tratar de girar el universo entero mientras que nosotros nos mantenemos fijos. Es cómo si yendo en coche vemos aparcar al vecino en un buen lugar y haciendo girar muy deprisa toda la tierra llegáramos antes que él para aparcar nosotros… es difícil de ver porque estamos acostumbrados a la uniformidad en el tiempo.

Vórtice de Agujero de Gusano!! Esta hipótesis se demostró viable cuando Roy Kerr calculó las condiciones necesarias para que el tiempo se “doblase sobre si mismo”, aunque son unas condiciones casi imposibles de cumplir. Como hemos visto, el tiempo se ve afectado por la aceleración y ésta depende de la gravedad así que variando ésta podemos crear una zona donde el tiempo de “vueltas”. La gravedad necesaria para esto solo se consigue en las cercanías de cuerpos pequeños y con masa casi infinita y estos cuerpos existen, son los llamados “Agujeros Negros”. Simplificando se puede decir que un agujero negro es una estrella que tiene tanta masa que atrae hasta la luz que ella misma genera e incluso la de las estrellas cercanas dejando una zona oscura en el espacio. Dentro de ellos hay la misma cantidad de materia que en media Via Lactea y está apretada en un espacio menor a unos metros cúbicos!! Alrededor de ella hay una especie de cilindro donde las leyes de la física brillan por su ausencia, hasta llegan a oponerse!! En principio estos vórtices deben tener cierta estabilidad, la forma más segura para que fuercen el tiempo a doblegarse es girar toda su masa en una especie de anillo, donde la gravedad contrarresta la fuerza centrífuga y justo en el centro el tiempo pierde su uniformidad. Es lo que se ha dado en llamar “Agujeros de Gusano”.

Se especula que saltando dentro de ese anillo podemos alcanzar un tiempo diferente, pero también es posible que lleguemos a otra realidad, como mundos paralelos donde las leyes de la física son diferentes o simplemente conectar dos zonas del espacio que cumplen las mismas reglas, como un túnel donde viajamos más rápido que la luz porque el tiempo no existe, a esa región se le ha llamado Hiper-espacio, seguro que lo conocéis porque se abusa de él en las películas!! Esta fue la primera forma de saltarse las barreras de Einstein. Con ella todo suena tan verdadero como irrealizable pues es imposible, por lo menos hoy en día e incluso en un futuro lejano, manejar tales fuerzas pero esta idea es práctica, solo tenemos que cambiar el punto de vista, ¿que tal si en vez de hacer rotar media galaxia, somos nosotros los que giramos? Si podemos acelerar una nave tanto como un electrón (o sea, al 85% de la velocidad de la luz) dando vueltas alrededor de un agujero negro sufriríamos las mismas fuerzas que en su interior y quien sabe si el mismo efecto!!

De todas formas hay que pensar que es posible, al menos matemáticamente, viajar en el tiempo. Y aunque para nosotros resulte irrealizable… ¿Quién dice que en un futuro no lo logremos? Lo cual abre las puertas a mil y una paradojas temporales la mar de divertidas… Pero eso es tema para otro día, más exactamente para pasado mañana!!

~ Enlaces:
El Viaje en el Tiempo, en Wikipedia
La física del Viaje en el Tiempo, AstroSeti
La máquina del Tiempo ya no es cuestión de Física si no de Dinero!!
Los famosos Agujeros de Gusano, en Wikipedia
Teoría de Cuerdas, unificadora de toooooda la Física, en Wikipedia
Los famosos agujeros de Gusano Einstein-Rose
Relatividad, Espacio y Tiempo
La Historia de los Viajes en el Tiempo!!
Posibilidad de crear Agujeros de Gusano
Qué es un agujero de Gusano
Cómo se forma un agujero Negro