Viajando por el tiempo. Base teórica.

Muchas historias de ciencia ficción tienen como base los viajes por el tiempo. Una persona o nave entra en una singularidad, artificial o natural, que la hace viajar a través del tiempo, apareciendo en el pasado. Pero, ¿cuál es la base teórica de todo esto?

El espacio y el tiempo clásicos

Veamos primero en que consiste el tiempo. Según la teoría clásica de Newton, el espacio y el tiempo son el escenario donde suceden los sucesos físicos. Las partículas están localizadas en algún lugar del espacio y se mueven por él. Por su parte, el tiempo avanza inexorablemente, igual para todos.

Según las teoría físicas de Newton, es imposible viajar por el tiempo. Básicamente, el tiempo avanza a su ritmo, siempre el mismo y a la misma velocidad para todos. Desde este punto de vista es totalmente imposible un viaje por el tiempo, pues el paso del tiempo no puede ser alterado lo más mínimo.

El espacio-tiempo relativista

Imagen de la curvatura del espacio

Con la teoría de la relatividad, se incluyen una serie de conceptos importantes que podrían permitirnos viajar en el tiempo. El primero, es que espacio y tiempo no serían conceptos separados, sino que estarían relacionados entre sí, afectándose mutuamente. Y ya que podemos viajar por el espacio, ¿podríamos hacerlo por el tiempo?

La segunda parte, y la más interesante, es que el espacio y el tiempo pueden ser afectados por objetos que tengan gran masa o que se muevan a grandes aceleraciones ( desde el punto de vista relativista, el efecto de la atracción por masa es indistinguible de la aceleración ) Veamos un ejemplo clásico.

Imaginemos que el espacio es un lámina de plástico. Si mantenemos esta lámina en tensión, obtendremos una superficie totalmente plana. Ahora bien si colocamos encima un objeto pesado, como una bola de plomo, se curvará. Pues así es como funciona la gravedad según la teoría de la relatividad.

Curvando el tiempo

Llegados a este punto y partiendo de la base de que el tiempo está relacionado con el espacio y, por tanto, lo que afecte al espacio también podría afectar al tiempo, llegamos a la parte interesante. Las grandes aceleraciones afectan al flujo de tiempo. Así, si nos desplazamos a velocidades próximas a la luz, percibiremos el paso del tiempo de manera distinta a seres que estén en posiciones más o menos estáticas. Igualmente, si nos absorbiera un agujero negro, el tiempo se nos eternizaría.

Veamos un par de gráficas. En la primera tenemos una partícula en condiciones normales. La linea es el flujo temporal. En la mayoría de los casos, se percibe como una linea recta.

Tiempo sin curvar

Ahora aceleremos un poco o aumentemos la masa en un punto (recordemos, a efectos relativistas, los efectos gravitatorios y la aceleración son equivalentes). Nuestro tiempo empieza a curvarse.

Tiempo ligeramente curvado

¿Y si seguimos aumentando la masa o la velocidad? Pues acabaríamos por curvar tanto el tiempo, que volvería hacia atrás. Acabamos de viajar hacía atrás en el tiempo.

Tiempo curvado en bucle

Y así es como se viajaría en el tiempo, curvando el espacio tiempo hasta que se forme un bucle temporal. Esto lo podemos conseguir mediante una gran aceleración, tanta como para superar la velocidad de la luz, o mediante algún objeto supermasivo, como un agujero negro.

Una aspecto interesante es que tendríamos que tener cuidado, pues no solo curvamos el tiempo, sino también el espacio. Con lo cual puede que al viajar atrás en el tiempo apareciéramos en algún lugar inesperado

Problemas

Por supuesto no todo es tan sencillo. El problema básico es que la misma teoría relativista que inicialmente permite los viajes por el tiempo, también nos dice que la historia del universo es conocida y no puede ser cambiada. Por tanto si en el futuro alguien fuese capaz de desarrollar algún tipo de máquina de viaje en el tiempo, lo más probable es que ya debiésemos saberlo. Y no parece ser así.

Esto nos lleva a un tema del que quiero hablar desde hace tiempo y es el determinismo científico. Pero esto, junto con las razones teóricas que nos impiden en la práctica viajar por el tiempo, serán materia para futuros artículos.

Bibliografía y fuentes

Primera imagen obtenida en Astroseti. El resto son elaboración propia, como se podía deducir por su cutrez.

Libros: El universo en una cáscara de nuez. Stephen Hawking. Capítulo 5: Protegiendo el pasado

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