La idea de viajar a través del tiempo, saltando al futuro o adentrándonos en el pasado, ha cautivado la imaginación de escritores, científicos y soñadores durante generaciones. Desde novelas clásicas hasta películas taquilleras, el atractivo del viaje en el tiempo es innegable. Pero más allá de la ficción, ¿cómo podríamos viajar en el tiempo y es realmente posible? Exploremos lo que la física nos dice sobre este fascinante concepto.
Desde las extravagantes aventuras de Doctor Who hasta las narrativas que invitan a la reflexión de La Máquina del Tiempo y Regreso al Futuro, las historias de viajes en el tiempo han explorado las tentadoras posibilidades y las paradojas inherentes de visitar épocas pasadas y aventurarse en lo que está por venir. Estas narrativas a menudo juegan con nuestra comprensión del tiempo, el espacio y la causalidad, llevándonos a reflexionar sobre la estructura misma de la realidad.
En Doctor Who, la icónica Tardis sirve como vehículo para viajes temporales, una nave extraordinaria capaz de navegar por la vasta extensión del tiempo y el espacio. La Tardis es famosa por poseer una dimensión interior que supera con creces su apariencia externa, un concepto que desafía nuestra comprensión cotidiana de las dimensiones físicas.
Time: The Ultimate Guide, una exploración exhaustiva que conmemora el 60 aniversario de Doctor Who, profundiza en las preguntas trascendentales que rodean al tiempo. Esto incluye investigar los fundamentos científicos del viaje en el tiempo, examinar el papel fundamental de los relojes en la configuración de la civilización humana e incluso contemplar las implicaciones temporales alucinantes de aventurarse cerca de un agujero negro. Explora más de Time: The Ultimate Guide para profundizar en tu comprensión de este concepto multifacético.
Si bien Doctor Who emplea ingeniosamente el viaje en el tiempo como un dispositivo central de la trama, la serie evita intencionalmente basar las capacidades de la Tardis en la física establecida. Esta libertad creativa se alinea con la esencia de cuento de hadas del programa, priorizando la narración imaginativa sobre el realismo científico estricto. Sin embargo, para aquellos que buscan comprender la viabilidad del viaje en el tiempo en el mundo real, debemos recurrir al ámbito de la investigación científica.
¿Podríamos alguna vez construir una máquina del tiempo capaz de transportarnos para presenciar eventos históricos o vislumbrar civilizaciones futuras? Abordar esta pregunta requiere una comprensión fundamental de cómo funciona el tiempo en sí mismo, un tema que sigue desconcertando a los físicos. La comprensión científica actual sugiere que viajar al futuro está dentro del ámbito de lo posible, mientras que viajar al pasado presenta desafíos formidables, que rozan lo imposible.
Comencemos con las revolucionarias teorías de la relatividad de Albert Einstein, que transformaron nuestra comprensión del espacio, el tiempo, la gravedad y la masa. Una revelación fundamental de la relatividad es que el tiempo no es una constante universal; su flujo es relativo y puede alterarse según diversas condiciones.
«Aquí es donde emergen los aspectos científicamente precisos del viaje en el tiempo, y estos tienen consecuencias tangibles en el mundo real», explica Emma Osborne, astrofísica de la Universidad de York.
Por ejemplo, la dilatación del tiempo, una consecuencia de la relatividad, dicta que el tiempo transcurre más lentamente para los objetos que se mueven a altas velocidades. Si bien este efecto se vuelve notable solo a velocidades que se aproximan a la velocidad de la luz, se ha verificado experimentalmente. Este fenómeno da lugar a la famosa «paradoja de los gemelos»: si un gemelo se embarca en un viaje espacial a alta velocidad mientras el otro permanece en la Tierra, el gemelo viajero envejecerá más lentamente. «Al regresar, el gemelo que viajó por el espacio será de hecho más joven que su hermano terrestre», confirma Vlatko Vedral, físico cuántico de la Universidad de Oxford. Los astronautas Scott y Mark Kelly proporcionan un ejemplo del mundo real, con Scott experimentando sutiles diferencias de edad después de pasar largos períodos en el espacio, aunque a velocidades muy inferiores a la de la luz.
Del mismo modo, el tiempo también se ve afectado por la gravedad. El tiempo se ralentiza en campos gravitacionales más fuertes. «Tu cabeza envejece ligeramente más rápido que tus pies porque la atracción gravitacional de la Tierra es más fuerte en tus pies», señala Osborne.
Doctor Who incorporó inteligentemente esta dilatación del tiempo gravitacional en el final de la temporada 10, «World Enough and Time». En este episodio, el Doctor y sus compañeros se encuentran en una nave espacial cerca de un agujero negro. La proximidad de la nave al agujero negro hace que el tiempo pase a ritmos drásticamente diferentes en la parte delantera y trasera de la nave. Esta distorsión temporal permite que los Cybermen en la parte trasera evolucionen hacia un ejército masivo en lo que parecen ser meros minutos desde la perspectiva del Doctor en la parte delantera. La película Interstellar también presenta de manera destacada los efectos de la gravedad en el tiempo como un elemento clave de la trama.
En nuestra vida diaria, estos efectos relativistas del tiempo son imperceptibles. Sin embargo, son consideraciones cruciales para tecnologías como el Sistema de Posicionamiento Global (GPS). «Los relojes en los satélites GPS que orbitan la Tierra funcionan más rápido que los relojes en tierra», señala Osborne. Estas discrepancias de tiempo deben corregirse constantemente. «Sin estos ajustes, Google Maps acumularía errores de aproximadamente 10 kilómetros (seis millas) diarios», explica la Agencia Espacial Europea, destacando las implicaciones prácticas de las teorías de Einstein.
La relatividad, por lo tanto, confirma la posibilidad de viajar en el tiempo hacia el futuro. No necesitamos necesariamente una máquina del tiempo en el sentido convencional de la ciencia ficción. En cambio, lograr el viaje en el tiempo al futuro implica viajar a velocidades cercanas a la de la luz o pasar tiempo en campos gravitacionales intensos. La relatividad equipara estos dos escenarios en términos de sus efectos temporales. En cualquier caso, el viajero experimenta una duración subjetiva más corta, mientras que décadas o incluso siglos podrían pasar en el resto del universo. Si tu objetivo es presenciar el futuro lejano, estos son los caminos científicamente plausibles. Sin embargo, aventurarse en el pasado presenta un panorama mucho más complejo e incierto.
«Si es posible sigue siendo una pregunta abierta», afirma Barak Shoshany, físico teórico de la Universidad Brock en Canadá. «Nuestro marco científico actual simplemente carece del conocimiento definitivo, y posiblemente incluso de las teorías necesarias, para proporcionar una respuesta concluyente».
La relatividad ofrece algunas vías teóricas para el viaje en el tiempo hacia atrás, pero estas son altamente especulativas y están plagadas de desafíos. «Los físicos lidian con conceptos intrincados, intentando manipular el espacio-tiempo para permitir el viaje al pasado», explica Katie Mack, cosmóloga teórica del Perimeter Institute for Theoretical Physics.
Uno de esos conceptos es la curva cerrada de tipo tiempo, una trayectoria teórica a través del espacio-tiempo que forma un bucle. Seguir tal trayectoria, en teoría, llevaría a un viajero de regreso a su punto de partida tanto en el espacio como en el tiempo. El lógico Kurt Gödel describió matemáticamente tales trayectorias en un estudio de 1949, e investigadores posteriores han explorado más a fondo estas ideas.
Sin embargo, las curvas cerradas de tipo tiempo enfrentan obstáculos significativos.
«Carecemos de evidencia de su existencia en el universo», enfatiza Vedral. «Sigue siendo puramente teórico, sin respaldo observacional».
Además, incluso si existen, los medios para crearlas son completamente desconocidos y probablemente estén más allá de nuestras capacidades tecnológicas. «Incluso con tecnología muy avanzada, la creación intencional de curvas cerradas de tipo tiempo parece improbable», sugiere Emily Adlam, filósofa de la Universidad de Chapman.
Incluso hipotéticamente, Vedral advierte contra la conveniencia de las curvas cerradas de tipo tiempo para viajar en el tiempo. «Estarías atrapado en un bucle sin fin, repitiendo los mismos eventos perpetuamente», explica.
Doctor Who aludió a un concepto similar en el episodio «Heaven Sent», donde el Doctor soporta las mismas pocas horas repetidamente durante miles de millones de años. Sin embargo, este escenario se logró mediante teletransportación repetida en lugar de una curva cerrada de tipo tiempo.
En una línea similar, el físico Richard Gott propuso en un estudio de 1991 un escenario teórico que involucra «cuerdas cósmicas», objetos hipotéticos unidimensionales con una inmensa densidad potencialmente formados en el universo primitivo. Sus cálculos sugirieron que dos cuerdas cósmicas que se mueven una al lado de la otra en direcciones opuestas podrían crear curvas cerradas de tipo tiempo.
Sin embargo, la existencia de cuerdas cósmicas sigue sin confirmarse. «No tenemos razones convincentes para creer que existan cuerdas cósmicas», señala Mack. Incluso si lo hicieran, encontrar dos convenientemente alineadas y moviéndose en paralelo sería extraordinariamente improbable. «No hay base para suponer que tal escenario ocurriría naturalmente».
¿Por qué la Tardis es una cabina de policía? La Tardis, la nave de viajes en el tiempo de Doctor Who, está famosamente disfrazada como una cabina de policía británica debido a un mal funcionamiento en su sistema de camuflaje, conocido como el circuito camaleón. Irónicamente, los camaleones utilizan principalmente los cambios de color para la comunicación, no para la ocultación. La Tardis, una cabina de policía azul, materializada en una calle
Otra posibilidad teórica que surge de la relatividad es el concepto de agujeros de gusano. Estos túneles hipotéticos a través del espacio-tiempo podrían conectar puntos distantes, actuando como atajos. «Los agujeros de gusano son teóricamente permisibles dentro de la relatividad general», confirma Vedral.
Sin embargo, los agujeros de gusano también enfrentan desafíos sustanciales. En primer lugar, su existencia sigue siendo puramente teórica. «Los modelos matemáticos sugieren que podrían existir, pero su realidad física es incierta», señala Osborne.
En segundo lugar, incluso si existen agujeros de gusano, se predice que serán extremadamente efímeros e inestables. «Los agujeros de gusano a menudo se conceptualizan como agujeros negros interconectados», explica Osborne. Esto implica fuerzas gravitacionales increíblemente intensas que probablemente causarían que un agujero de gusano colapsara rápidamente. Representación artística de un agujero de gusano conectando dos puntos en el espacio-tiempo
Además, se predice que los agujeros de gusano teóricos son microscópicamente pequeños, demasiado pequeños para que incluso una bacteria pueda pasar.
Si bien teóricamente se puede resolver, superar estas limitaciones para crear agujeros de gusano transitables requeriría manipular vastas cantidades de «energía negativa», un concepto que sigue siendo altamente especulativo y potencialmente inalcanzable. Si bien pueden existir bolsas de energía negativa a escalas subatómicas, «expandir estas pequeñas regiones de energía negativa a una escala utilizable parece altamente improbable», concluye Osborne.
Vedral resume sucintamente la situación: «No parece ser una perspectiva realista».
MIRA: Lo que entendemos mal sobre el tiempo Miniatura del video "Lo que entendemos mal sobre el tiempo"
Dejando de lado la relatividad, consideremos las implicaciones de la mecánica cuántica, la otra teoría fundamental que gobierna el universo.
Mientras que la relatividad describe el mundo macroscópico de los planetas y las galaxias, la mecánica cuántica gobierna el reino microscópico de los átomos y las partículas subatómicas. A estas escalas, los fenómenos físicos a menudo desafían nuestras intuiciones cotidianas.
Uno de esos fenómenos es la no localidad cuántica. Los cambios en una partícula cuántica en una ubicación pueden afectar instantáneamente a otra partícula «entrelazada», independientemente de la distancia, un fenómeno que Einstein denominó famosamente «acción espeluznante a distancia». Este efecto se ha verificado experimentalmente numerosas veces, como lo reconoce la investigación ganadora del Premio Nobel.
«Muchos físicos se sienten incómodos con las implicaciones de la no localidad», señala Adlam. La influencia instantánea aparentemente viola el límite de la velocidad de la luz, una piedra angular de la relatividad.
En respuesta, algunos físicos proponen interpretaciones alternativas de la mecánica cuántica que eliminan la no localidad pero introducen complejidades relacionadas con el tiempo.
«En lugar de efectos no locales instantáneos, estas interpretaciones sugieren que los efectos se propagan hacia el futuro y luego potencialmente regresan al pasado», explica Adlam. «Esto podría parecer instantáneo pero implicaría un viaje a través del tiempo».
Esta interpretación introduce la «retrocausalidad», donde los eventos futuros pueden influir en el pasado, desafiando nuestra comprensión convencional de la causa y el efecto que fluyen linealmente del pasado al futuro. En estos escenarios cuánticos, la información podría viajar hacia adelante y luego hacia atrás en el tiempo. Representación visual del entrelazamiento cuántico
Sin embargo, esta interpretación de la mecánica cuántica está lejos de ser universalmente aceptada. Muchos físicos encuentran la retrocausalidad tan problemática, o incluso más, que la no localidad.
Incluso si la retrocausalidad es real, es poco probable que ofrezca una vía práctica para convertirnos en viajeros en el tiempo en el sentido de la ciencia ficción. «La retrocausalidad no es equivalente al viaje en el tiempo como lo imaginamos», aclara Adlam.
En primer lugar, las observaciones de no localidad involucran un número minúsculo de partículas. Escalar esto a objetos macroscópicos, incluso algo tan pequeño como un trozo de papel, sería un desafío inmenso.
Además, incluso con retrocausalidad, enviar mensajes al pasado parece imposible. «El efecto retrocausal está inherentemente oculto por su implementación», explica Adlam.
Considere un experimento donde Adam realiza una medición, pero el resultado depende de una medición posterior de Beth. El experimento futuro de Beth influye en el resultado pasado de Adam. Sin embargo, esto solo funciona si el experimento de Beth borra todos los registros de las acciones y observaciones de Adam.
«En cierto sentido, se envía una señal al pasado, pero solo destruyendo toda evidencia del envío de esa señal», elabora Adlam. «Esto impide cualquier aplicación práctica ya que la destrucción necesaria de registros impide cualquier transferencia de información utilizable».
En conclusión, según nuestra comprensión científica actual, el viaje en el tiempo hacia el futuro, aunque requiere condiciones extremas, es teóricamente consistente con la relatividad. Sin embargo, el viaje en el tiempo al pasado enfrenta importantes obstáculos teóricos y prácticos, lo que podría hacerlo imposible.
La advertencia crucial es que nuestras teorías actuales, la relatividad y la mecánica cuántica, son incompletas e incompatibles en ciertos dominios. Se necesita una teoría unificada más profunda, pero sigue siendo esquiva a pesar de la investigación en curso. «Hasta que logremos una teoría unificada de este tipo, las respuestas definitivas permanecerán fuera de nuestro alcance», concluye Shoshany.
En última instancia, quizás la forma más accesible de viaje en el tiempo es el viaje continuo hacia el futuro que todos experimentamos. En el tiempo que te tomó leer este artículo, ya has viajado varios minutos hacia el futuro. ¡Eres bienvenido a considerar esto como tu propia experiencia personal de viaje en el tiempo!
—
Si disfrutaste de esta exploración, [suscríbete al boletín The Essential List](https://cloud.email.bbc.com/SignUp10_08?&at_bbc_team=studios&at_medium=Onsite&at_objective=acquisition&at_ptr_name=bbc.com&at_link_origin=featuresarticle&at_campaign=essentiallist&at_campaign_type=owned) para obtener una selección curada de artículos perspicaces, videos y noticias imprescindibles entregadas directamente en tu bandeja de entrada dos veces por semana.*
Para obtener más historias cautivadoras sobre ciencia, tecnología, medio ambiente y salud de la BBC, síguenos en Facebook, X e Instagram.
