Viajes en el tiempo al futuro según la física moderna


El gran científico del siglo XX Albert Einstein desarrolló una teoría llamada Relatividad Especial. Las ideas de la relatividad especial son muy difíciles de imaginar porque no se trata de lo que experimentamos en la vida cotidiana, pero los científicos han confirmado esas ideas. Esta teoría dice que el espacio y el tiempo son realmente aspectos del mismo fenómeno: espacio-tiempo. Hay un límite de velocidad de 300,000 kilómetros por segundo (o 186,000 millas por segundo) para todo lo que viaja a través del espacio-tiempo, y la luz siempre viaja al límite de velocidad a través del espacio vacío.

La Relatividad Especial también dice que algo sorprendente sucede cuando te mueves a través del espacio-tiempo, especialmente cuando tu velocidad en relación con otros objetos está cerca de la velocidad de la luz. El tiempo va más lento para ti que para las personas que dejaste atrás. No notarás este efecto hasta que vuelvas a donde están esas personas estacionarias.

Digamos que tenías 15 años cuando dejaste la Tierra en una nave espacial que viajaba a aproximadamente el 99.5% de la velocidad de la luz (que es mucho más rápida de lo que podemos lograr ahora), y celebraste solo cinco cumpleaños durante tu viaje espacial. Cuando llegues a casa a los 20 años, ¡encontrarás que todos tus antiguos compañeros de clase tienen 65 años, están jubilados y disfrutaban de sus nietos! Debido a que el tiempo pasó más lentamente para ti, habrás experimentado solo cinco años de vida, mientras que tus compañeros de clase habrán experimentado 50 años completos. Eso que estoy describiendo se conoce como viaje en el tiempo al futuro, y está comprobado.

Entonces, si tu viaje comenzara en 2023, te tomaría solo 5 años viajar hasta el año 2073, mientras que a todos sus amigos les habría llevado 50 años. En cierto sentido, esto significa que estarías viajando en el tiempo.

En los aceleradores de partículas del mundo, esta predicción se prueba a diario: las partículas viajan en círculos a casi la velocidad de descomposición de la luz más lentamente que en reposo, y la teoría de la descomposición del tiempo concuerda con la alta precisión de las mediciones.

En el marco de la relatividad especial, el hecho de que las partículas no puedan moverse más rápido que la luz impide que uno regrese después de un viaje a un tiempo anterior al momento de la partida. Sin embargo, una vez que se incluye la gravedad, el espacio-tiempo se curva, por lo que hay soluciones a las ecuaciones de la relatividad general en las que las partículas pueden viajar en caminos que las llevan a tiempos anteriores.

Otras características de las geometrías que resuelven las ecuaciones de la relatividad general incluyen lentes gravitacionales, ondas gravitacionales y agujeros negros; la dramática explosión de descubrimientos en astronomía de radio y rayos X durante las últimas dos décadas ha llevado a la observación de lentes gravitacionales y ondas gravitacionales, así como a evidencia convincente de agujeros negros gigantes en los centros de galaxias y agujeros negros de tamaño estelar que surgen del colapso de estrellas moribundas, pero no parece haber regiones del espacio-tiempo que permitan viajar en el tiempo, lo que plantea la pregunta fundamental: ¿qué prohíbe su existencia?

Una sorpresa reciente es que se puede eludir la 'paradoja del abuelo', la idea de que es lógicamente inconsistente que las rutas de partículas vuelvan a tiempos anteriores, porque, por ejemplo, un nieto podría retroceder en el tiempo para asesinar a su abuelo. Para varios sistemas físicos simples, existen soluciones a las ecuaciones de la física para cualquier condición inicial. En estos sistemas modelo, siempre interviene algo para evitar inconsistencias análogas al asesinato del abuelo.

El viaje en el tiempo también ocurre para objetos en campos gravitacionales. Einstein tenía una teoría notable llamada Relatividad General, que predice que el tiempo pasa más lentamente para los objetos en campos gravitacionales (como aquí en la Tierra) que para los objetos alejados de dichos campos. Entonces, hay todo tipo de distorsiones de espacio y tiempo cerca de los agujeros negros, donde la gravedad puede ser muy intensa.

En los últimos años, algunos científicos han utilizado esas distorsiones en el espacio-tiempo para pensar en las posibles formas en que las máquinas del tiempo podrían funcionar. A algunos les gusta la idea de "agujeros de gusanos", que pueden ser atajos a través del espacio-tiempo. Esta y otras ideas son maravillosamente interesantes, pero no sabemos en este momento si son posibles para objetos reales. Aun así, las ideas se basan en una ciencia buena y sólida. En todas las teorías de viajes en el tiempo permitidas por la ciencia real, no hay forma de que un viajero pueda retroceder en el tiempo antes de que se construyera la máquina del tiempo.

Podríamos viajar 10,000 años hacia el futuro y envejecer solo 1 año durante ese viaje. Sin embargo, tal viaje consumiría una cantidad extraordinaria de energía. El viaje en el tiempo al pasado es más difícil. No entendemos la ciencia también.

En realidad, los científicos e ingenieros que planean y operan algunas misiones espaciales deben tener en cuenta las distorsiones de tiempo que ocurren debido a la relatividad general y especial. Estos efectos son demasiado pequeños para importar en la mayoría de los términos humanos o incluso durante la vida humana. Sin embargo, las fracciones muy pequeñas de un segundo son importantes para el trabajo preciso necesario para volar naves espaciales en todo el sistema solar.

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