viernes, 28 de diciembre de 2012

Viajes en el tiempo


Los viajes en el tiempo siempre han sido uno de los temas recurrentes dentro de la fantasía del hombre, al igual que lo son el volar o descubrir  lugares ignotos. Sin embargo, por muy difícil que parezca, moverse a través tiempo tiene una base teórica.

Es necesario puntualizar que todos viajamos hacia el futuro de manera constante, a  un ritmo de 1s/s. Por viajar en el tiempo se entiende el poder moverse a través de él de manera libre a un ritmo diferente del natural hacia el pasado o el futuro. Viajar hacia adelante en el tiempo obviando el ritmo normal al que este transcurre es algo muy común en la naturaleza. De hecho los satélites GPS tienen en cuenta los pequeños desfases temporales que hay entre ellos y las personas que los utilizan abajo en la tierra para poder hacer sus mediciones con total precisión. A este fenómeno se lo conoce como dilatación temporal. Ahora bien, el problema radica en realizar los saltos hacia atrás, hacia eventos que ya han sucedido. No obstante para comprender el funcionamiento de este mecanismo es necesario aclarar algunos conceptos sobre la Física.

Para viajar hacia el pasado es necesario poder moverse a una velocidad superior a la de la luz. Por eso mismo el año pasado cuando por error se anuncio que en el LHC se habían detectado neutrinos superlumínicos los físicos allí presentes explicaron que sería posible enviar información al pasado. Más tarde corrigieron su error, ya que los neutrinos tienen masa y las partículas con masa no pueden alcanzar jamás esa velocidad. Esta limitación está explicada por la fórmula de la equivalencia entre masa y energía de Einstein, E= m.c2   . La fórmula básicamente explica que toda partícula tiene energía y que esta equivale a su masa multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado. Partiendo de este principio, cuanta más masa tenga una partícula mayor será su energía y cuanto mayor sea su velocidad mayor será su energía también. Así pues, cuanto más rápido se mueva una partícula más energía tendrá y por tanto necesitará aún más para seguir acelerando. Para llegar a la velocidad de la luz una partícula con masa necesitaría una cantidad de energía infinita. El principio de conservación de la energía mantiene que en el universo existe siempre la misma cantidad de energía, la materia ni se crea ni se destruye, simplemente cambia. Teniendo en cuenta esta ley es imposible que nada que tenga masa pueda superar a la luz ya que necesitaría más energía de la que existe.

Larelatividad especial se basa en que el tiempo no es un valor absoluto, sino que se trata de una dimensión que es diferente para cada observador dependiendo de la velocidad a la que se mueva, en otras palabras, el tiempo es relativo. Esta teoría trabaja en universos planos, sin curvaturas generadas por la gravedad. En este universo se obvian muchos detalles de la relatividad general, que se creó posteriormente añadiendo la gravitación y los efectos que esta tiene en el espacio-tiempo con el objeto de completar la primera teoría. La relatividad especial permite la existencia de taquiones, partículas más rápidas que los fotones. Estas viajarían a velocidades mayores que la de la luz, sin embargo, al aplicar la gravitación a la relatividad, como los taquiones violaban varias de las leyes de la teoría simplemente se tacharon.

En Física muchas magnitudes son relativas dependiendo de con que se las compare, como es el caso de la aceleración. Siempre hay que compararla con otro objeto para determinar su valor en un momento dado. Como la luz es siempre constante y se mueve a la misma velocidad en cualquier momento y también sin tener en cuenta a los observadores, se utiliza como referencia para efectuar mediciones. A modo de curiosidad, en las ecuaciones de la relatividad los taquiones invierten el orden en el que ocurren los eventos. Todo lo que se mueve por debajo de la velocidad de la luz lo hace respetando el orden en el que ocurren los sucesos del universo, primero sucede  A y luego B, respetando la flecha del tiempo que está regida a su vez por la entropía. Sin embargo, los taquiones lo hacen del revés.

Dentro del marco de la relatividad general es posible en teoría mover partículas a velocidades superiores a la de la luz. Este fenómeno sucede cerca de algunos agujeros negros. Todas las estrellas giran sobre sí mismas, tienen un giro llamado momento angular. Tras explotar y dejar el núcleo como remanente, este conserva el momento angular de la estrella y dota al agujero negro de algunas características especiales. Se dice entonces que tenemos un agujero negro en rotación. Estos astros tienen una zona alrededor de su horizonte de sucesos llamada ergosfera. En la ergosfera el espacio-tiempo que el agujero negro arrastra hacía sí mismo gira alrededor de él gracias a su momento angular. Cuanto más nos aproximamos al horizonte de sucesos del astro, un objeto cualquiera que flote en ese espacio-tiempo en giro se moverá a una velocidad superior a la de la luz sin tener que contar con una cantidad de energía infinita. Al no haber pasado el horizonte de los sucesos, el objeto podría escapar a tiempo de la gravedad del cuerpo celeste aprovechando la energía cinética del astro para aparecer en un tiempo anterior, robando así energía al agujero negro y disminuyendo su momento angular. Un observador alejado del agujero negro vería como el objeto desaparece al romper la barrera de la luz para aparecer en un momento anterior al del observador. Sin embargo el salto del objeto no podría ir jamás a una etapa anterior a la de la formación del propio agujero negro.

A modo de reflexión hay que destacar que estos viajes son imposibles para las personas. Las mareas gravitatorias que se experimentan cerca de un agujero negro son tan intensas que un ser humano acabaría despedazado mucho antes de llegar a la ergosfera y por tanto sólo es posible mandar partículas subatómicas a tiempos pretéritos.