Viajes en el tiempo ( VIII )

DIFICULTADES TEÓRICAS DE LAS MÁQUINAS DEL TIEMPO

Después de discutir los problemas filosóficos y de analizar las paradojas del viaje en el tiempo, nos resta comentar acerca de las dificultades teóricas y prácticas que implican las diferentes “máquinas del tiempo” que los físicos han formulado. Naturalmente, la palabra máquina no es del todo adecuada: la Relatividad nos dice que son los fenómenos gravitatorios los que distorsionan el tiempo, no aparatos mecánicos, circuitos electrónicos o cosas por el estilo, como antiguamente imaginaban los escritores.

Einstein pasó por este mundo para mostrarnos que el modo en que funciona el universo es radicalmente distinto de lo que intuitivamente creemos. Probablemente, mucho más extraño que las mejores obras de ciencia-ficción. Estrellas supermasivas que colapsan hasta la nada, regiones del espacio que se curvan hasta el infinito, diminutas masas que liberan inconmensurable energía, tiempo que se dilata, retuerce e incluso detiene. ¿Pero, qué clase de universo es el nuestro? ¿Las leyes de la Física enloquecieron? Quizá el aspecto más desconcertante de la Relatividad General, es que también permite sin reparos la posibilidad de viajar al pasado. A Einstein siempre le aturdió este hecho, si bien sabía que las tecnologías implicadas para tal fin estarían muy lejos de los alcances de nuestra civilización. Pero, ¿qué tan lejos lo están? ¿Cuáles son exactamente las dificultades de las máquinas del tiempo? ¿Son sólo prácticas, o también teóricas?

Diagrama de un agujero de gusano en un espaciotiempo de dos dimensiones. Hablaremos de él más abajo.

Un comentario: este artículo requiere una lectura calma y pausada. Intentar leerlo de un tirón probablemente no tenga mucho sentido.

Al principio, los físicos se vieron obligados a recurrir a situaciones imposibles o improbables, que jamás podrían llevarse a la práctica, para ejemplificar cómo se podría viajar en el tiempo, según la Relatividad General. Una de las primeras máquinas del tiempo, fue la planteada en 1937 por el físico Willem van Stockum. Sus cálculos indicaron que la única forma de lograr una curvatura del espaciotiempo que permitiera viajar al pasado, sería por medio de un enorme cilindro de alta densidad, girando a velocidades espectacularmente elevadas, cercanas a la de la luz. Al rotar, el cilindro arrastraría consigo el espacio y el tiempo, deformándolos de un modo particular:

Imaginemos que un observador decidiera emprender un viaje en torno al cilindro. Al avanzar sobre su trayectoria, no notaría nada fuera de lo normal. Pero en un momento dado, se toparía con alguien que está a punto de emprender un viaje… que es él mismo, antes de haber partido. Es decir, se generaría lo que en Física se llama una curva temporal cerrada (que desde ahora abreviaremos como CTC), un tipo de trayectoria en donde el tiempo forma un bucle y se cierra sobre sí mismo. Sin embargo, los cálculos de van Stockum indicaban que esto ocurriría únicamente si el cilindro tuviese una longitud infinita. Y obviamente, algo así sería imposible de llevar a cabo.

El siguiente paso lo dio Kurt Gödel, en 1949, cuando descubrió que si el universo entero estuviese en rotación, habría CTCs por doquier: con estas características, el universo mismo sería una gran máquina del tiempo. Sin embargo, hoy sabemos que el universo no rota, sino que se expande. Luego, en 1963, Roy Kerr planteó que un agujero negro en rotación (¡sí, otra vez rotación!) podría originar CTCs, que crearan una situación parecida al cilindro de van Stockum, pero más realista. Sin embargo, Kerr era consciente de que si algún intrépido observador se acercase a este tipo de agujero negro con la ilusión de viajar en el tiempo, antes su cuerpo sería espeluznantemente destrozado por la intensísima gravedad, aun estando miles de kilómetros lejos. A Hawking le gusta llamar a este efecto como “espaguetización”: el cuerpo del desafortunado observador se estiraría varios kilómetros.

Todos estos fracasos de las ‘máquinas del tiempo’, hicieron pensar durante muchos años que, si bien la Relatividad avala explícitamente la posibilidad del viaje al pasado, probablemente no exista método alguno para llevarlo a la práctica. No fue sino hasta 1989, cuando el debate se reabrió (y más fervientemente que nunca) a partir de los trabajos fundamentales de Michael Morris, Kip Thorne y Ulvi Yurtsever. Para entender cuán importante fue lo que hicieron, debemos recordar lo siguiente:

Al poco tiempo que Einstein y Rosen descubrieran en 1935 cómo la Relatividad permite la existencia de agujeros de gusano (recordemos, el tipo de deformación del espaciotiempo que conecta puntos distantes a través de un ‘túnel’, como muestra la imagen del comienzo) los físicos se dieron cuenta de que éstos serían muy inestables, y se cerrarían inmediatamente antes de que nada pudiera atravesarlos. A partir de entonces, los agujeros de gusano fueron totalmente descartados.

Lo que descubrieron Thorne y sus colegas, para sorpresa de todos, fue un nuevo tipo de agujero de gusano que podría ser estabilizado y utilizado como máquina del tiempo. La estabilización, sin embargo, traería consigo curiosos y extraños problemas. Antes de hablar de ellos, debemos ver de qué modo este fenómeno podría emplearse como máquina del tiempo. A Thorne se le ocurrió un experimento mental para ilustrarlo:

Imaginemos que contamos con un agujero de gusano, cuyo cuello (la longitud del túnel) no es mayor que unos centímetros. ¿Qué aspecto tendrían las bocas? En realidad, no serían precisamente agujeros, sino más bien esferas. El diagrama del comienzo muestra que si el espacio tuviera dos dimensiones, las bocas de agujero de gusano serían circulares. Pero como nuestro universo tiene tres dimensiones de espacio, las bocas serían esferas. A través de una, emergería la radiación (luz) que ingresa por la otra, lo que quiere decir que podríamos ver el paisaje de la región en donde se encunentra la otra boca.

Supongamos que al principio ambas bocas están reunidas, y que un observador, llamémosle Albert, decide llevarse una de ellas en un vehículo que le permite trasladarse a velocidades muy próximas a la de la luz. Mientras tanto, otro observador, llamémosle Kip, se queda en su casa con la otra boca del agujero de gusano. El hecho de que las bocas se separen en el espacio, no significa que el cuello que las une se alargue, como se puede apreciar en la siguiente animación:

No debemos interpretar la altura del cuello como una dimensión de espacio adicional. Es simplemente una analogía para ayudarnos a visualizar el agujero de gusano.

Al moverse a velocidades cercanas a la de la luz, Albert experimentará los efectos relativistas, como la dilatación del tiempo. Lo interesante es que cada uno puede asomarse por el agujero y espiar lo que sucede con el tiempo del otro.