¿Qué hora es ayer? (Parte 2)

¡Hola! ¿Cómo les va?

Pues sigamos con nuestra miniserie sobre viajes en el tiempo. En la primera parte, que fue escrita el año pasado les hablé de cómo teóricamente se puede viajar hacia atrás en el tiempo, tomando como base el viaje en la 3a parte de la saga potteriana. Pero, ¿afectaría al presente el haber viajado al pasado? Veamos un poco sobre eso. Como ya lo mencioné anteriormente, hasta ahorita solamente se ha visto el viaje en el tiempo de forma teórica, pues aún no se ha podido encontrar experimento que lo logre.

Para ver una de las primeras implicaciones, recordemos algo de lo que nos dijo, alguna vez Garma sobre la teoría del caos. Un sistema caótico es aquel que, con una ligera variación en las condiciones iniciales, presenta resultados finales muy diferentes.

Para esta segunda parte de la serie, vayamos al videoclub y tomemos ahora otra película: El Efecto Mariposa. (Muy recomendable, aunque un poco estresante.) En ella el personaje puede hacer algo para volver en el tiempo sobre las acciones que ya ocurrieron, realizarlas de modo diferente y así afectar su situación en el presente. [A partir de ahora le llamaré presente al momento en el tiempo en el que se inició el viaje en el tiempo.]

Pero al volver en el tiempo las cosas no se arreglan tan fácil como parecen, pues al cambiar cosas que parecerían mejorar su situación de vida en el mundo presente, se suceden otros efectos a consecuencia de la acción que hizo diferente y se obtienen resultados completamente distintos. Y esto debido a la teoría del caos. Uno de los posibles efectos de un viaje al pasado, es que al cambiar, aunque sea ligeramente la forma en la que sucede un evento, pueden conseguirse desenlaces muy diferentes a los conocidos en el presente. También el buen Homero Simpson nos muestra este aspecto cuando él viaja al pasado.

Pero si se altera un evento pasado A, ¿qué sucede con el presente original? Y si posteriormente se altera otro evento B, ¿qué pasa con el presente original y el presente que surgió después de A? ¿Y qué pasa si se cambia un hecho en el pasado que está muy relacionado con un hecho en el?

Y esto nos lleva directamente a tres paradojas: la paradoja del abuelo, la paradoja de la predestinación y la paradoja ontológica.

La paradoja del abuelo plantea un viajero en el tiempo que viaja al pasado y mata a su propio abuelo antes que éste conozca a la abuela del viajero. Como resultado, uno de los padres del viajero nunca fue concebido. Por lo tanto, el viajero no pudo haber emprendido el viaje. Por lo tanto, el abuelo seguiría vivo. Por lo tanto, el viajero si sería concebido y podría emprender el viaje para matar al abuelo. El planteamiento se contradice a sí mismo y por lo tanto es una paradoja.

Don´t shoot yourself

¿Qué pasa si matas a tu abuelo antes de que conozca a tu abuela?

Hay tres formas que la física plantea para resolver esta paradoja:

Una se llama el principio de autoconsistencia de Novikov, que nos dice que las acciones que haga el viajero en el tiempo están determinadas por la historia, impidiendo hacer algo que altere drásticamente la línea temporal.

La segunda es plantear universos paralelos. Es decir, que cada acción alterada en el pasado crea una nueva línea temporal, distinta a la de la que partió el viajero. Esto se parece a lo que se llama en mecánica cuántica de la interpretación de los muchos mundos.

La tercera forma de resolver esta paradoja es con la teoría de la noexistencia, que dice que si se siguen acciones que derivarían en que el viajero no exista (como matar a su propio abuelo), causaría que cuando el viajero regresara al presente, llegaría a un mundo en donde las cosas se darían como si el viajero nunca hubiera existido.

Hay otra visión, que hace un ciclo entre pasado y presente. En donde las acciones modificadas en el pasado son las que provocan las acciones del futuro y por lo tanto el viaje en el tiempo. Esa visión corresponde a las otras dos paradojas que mencioné: la de la predestinación y la ontológica; pero les hablaré de ellas en la siguiente parte de esta miniserie. Además, les he estado hablando solamente de viaje al pasado, así que también en la siguiente parte tocaré un poco del viaje al futuro.

Espero les esté gustando. Saludos.

¿Qué hora es ayer? (Parte 1)

Espero les haya gustado. ¡Felices fiestas! Nos vemos en enero. :)
*Salto en el tiempo*

¡Hola! Seguramente han visto alguna película o serie en la que los personajes viajan en el tiempo. Pues hoy aprovecho para darles la primera parte de una miniserie sobre viajes en el tiempo.

Este año concluyó un fenómeno cinematográfico que se basó en siete libros, el primero de ellos lanzado en 2007. Si pensaron en Harry Potter, adivinaron.
En la tercera parte de la saga (El Prisionero de Azkabán) Harry y Hermione viajan al pasado con un giratiempo, que les permite, con magia, volver sobre sus actos.

Conocemos a nuestro querido amiguito Einstein, entre otras cosas por su teoría de la relatividad, primero de la relatividad especial y más tarde de la relatividad general. El alma de Einstein y sus fans me disculparán, pero es tan vasta dicha teoría que no podría cubrirla aquí, por su extensión y por mi comprensión, así que sólo mencionaré algunas cosas. En la teoría especial de la relatividad nos dice que todas las leyes físicas deben ser de la misma forma (pueden reportar diferentes observaciones, pero las formas de las leyes físicas son las mismas). Es decir que no hay un lugar privilegiado ni persona privilegiada que pueda decir: ¡La forma en que yo veo y mido el mundo es la absoluta!
El otro postulado que plantea la teoría especial de la relatividad es que, aunque todo dependa del lugar de donde se mida, hay algo que se va a ver constante desde todos los lugares, desde todas las personas y de todos los estados de movimiento: la velocidad de la luz. Es decir, que desde donde la midamos, veremos que un rayo se aleja a una velocidad que se ha llamado c (tiene un valor un poco menor a 300 mil kilómetros/s), y nunca ningún cuerpo con masa podrá alcanzar esa velocidad.
Esto provoca consecuencias interesantes a medida que un cuerpo se va moviendo con velocidades más cercanas a la velocidad de la luz, como la contracción de la longitud, la dilatación del tiempo o la dilatación de la masa, efectos padres que tal vez después explique alguien más (muy probablemente Ariadna, aka mewcero).
Para fines de esta entrada, lo que nos interesa es el hecho de que ningún cuerpo con masa se puede mover más rápido que la luz. Esto provoca lo que se conoce como un cono de luz.

Trabajo de K. Aainsqatsi en Wikipedia en Español, basado en la versión original de Deibid, en English Wikipedia. Liberado al dominio público.

Diagrama del cono de luz para un evento.

El cono de luz es una representación de algo que pasa, algo que llamamos evento, como que aparezca un Dementor. El hecho de “aparece un Dementor” es a partir de donde se mide la posición (que son los planos horizontales) y el tiempo (que es el eje que va hacia arriba). En la representación de un cono de luz, a la velocidad de la luz se le asigna el valor de 1. Entonces, a partir del evento “aparece un Dementor” en el diagrama surge un cono de luz, que tiene un ángulo de 45° con el plano horizontal. “Aparece un Dementor” sólo puede afectar a los hechos que estén arriba de él dentro del cono de luz del futuro, y mientras más se acerque a los bordes, la velocidad a la que la afectación se propague debe ser próxima a la luz. Y de forma análoga, “aparece un Dementor” sólo puede ser afectado por los hechos que estén abajo de él dentro del cono de luz del pasado.
Si alguien A ve que otro B se empieza a mover a una velocidad cercana a la luz, en el diagrama de cono de luz A verá que B se empieza a mover en una línea cada vez más cercana por el exterior del cono de luz. Si B se moviera a la velocidad de la luz, se movería en una línea paralela al cono de luz. Pero si B se moviera a una velocidad mayor a la de la luz, se movería en una línea que rebasa el cono de luz , y podría afectar cosas ¡que se encuentran en el pasado!
Esta es teóricamente una forma de viajar en el tiempo, lograr moverse más rápido que la luz. Pero vuelvan en el pasado de este post un poco más arriba: según la teoría de la relatividad especial nada puede moverse más rápido que la luz. Ahora vayan un poco más atrás. Les dije que Einstein postuló lo que hoy conocemos como teoría de la relatividad, primero de la relatividad especial y luego de la relatividad general. La relatividad especial sólo se aplica a velocidades constantes y esa es la primera forma teórica de viajar en el tiempo: moverse más rápido que la luz.

Brussels By Night

Si nos pudiéramos mover más rápido que la luz, sería una forma de viajar al pasado.

Pero la relatividad general nos puede ofrecer otras dos formas teóricas de viajar en el tiempo. Esta teoría postulada por Einstein, dice, entre otras cosas, que el tiempo y el espacio son parte de la misma cosa y de la misma ecuación. La relatividad general nos permite pensar, primeramente, en agujeros de gusano. Se considera que, de existir, éstos podrían acelerar la materia de tal forma que curve el tiempo y arroje al cuerpo en un tiempo anterior al que partió, según lo vea un observador externo. Sin embargo, esto requeriría la existencia de energía negativa que en un mundo clásico sería imposible. Pero algunos físicos creen que el mundo cuántico ciertos efectos podrían generar energía negativa.

Wormhole

Se cree que los agujeros de gusano podrían ser una forma de viajar en el tiempo.

La otra forma de viajar en el tiempo que permite la relatividad general son ciertas condiciones en el universo donde el espacio-tiempo se curve sobre sí mismo, siendo todavía una solución a las ecuaciones de Einstein, y logrando que un cuerpo pueda desplazarse hacia atrás en el tiempo. Teóricamente son posibles, como una solución que propuso el físico mexicano Miguel Alcubierre, llamada la métrica de Alcubierre, pero requieren condiciones tan especiales que la probabilidad de que ocurran es muy pequeña y de que los detectemos es minúscula. Pero, ¡aguas! La probabilidad no es cero. Puede ser que tengamos suficiente suerte como para detectar una curvatura en el espacio tiempo. ¿Se imaginan ver cosas antes de que sucedan?

CURVATURADELUNIVERSO

¿Podríamos detectar algún evento donde el tiempo se curve sobre sí mismo?

Entonces, el giratiempo de Hermione pudo crear mágicamente un agujero de gusano por el que viajaron Harry y Hermione… o una curvatura en el espacio tiempo que hiciera que fueran a un evento que pasó antes de que partieran.

Pero ¿qué consecuencias tendría que pudiéramos viajar en el tiempo y cambiar hechos que ya sucedieron? En la próxima entrada, que será ya comenzado el nuevo año, les hablaré un poco sobre ello.

¿Neutrinos más rápidos que la luz?

En vista de que todavía no tenemos entrada invitada para el día de hoy, decidimos que era buen momento para comentar LA noticia, que tiene implicaciones demasiado fuertes para el mundo de la física.

Así es, la noticia que ha estado rondando por todos lados en el último par de días, al parecer un equipo internacional científicos del CERN han encontrado que los neutrinos ¡viajan más rápido que la luz! Algo imposible según la teoría de la relatividad de Einstein.

Bueno antes que nada, hay que tomarlo con calma, ¡que no cunda el pánico!, no grito, no corro no empujo. Así que vamos por partes para entender que sucede.

Primero, ¿Por qué es tan impactante la noticia? Pues porque hasta el día de hoy, la teoría de relatividad de Einstein no ha tenido ningún fallo. Desde 1905, cuando Einstein publicó su teoría, se han hecho miles de experimentos, para comprobarla, y adivinen que, ¡todos los experimentos concuerdan con la teoría! Predicción que realiza, predicción que se cumple con exquisita precisión. ¡Siempre!. Las evidencias de que la teoría funciona existen. Gracias a la relatividad podemos ver la televisión, funcionan los GPS, nos explica cómo se relacionan el tiempo y el espacio, la energía y la masa.

¿Qué es un neutrino? Es una partícula subatómica (es decir, que es más pequeña que un átomo) que no tiene carga eléctrica, y tiene una masa demasiado pequeña, que todavía no conocemos con precisión. También es una partícula muy escurridiza, pues es tan pequeña que rara vez interacciona con la materia. De hecho, cada segundo atraviesan la Tierra millones y millones de neutrinos provenientes del espacio como si nada. Es por eso que los neutrinos se detectan en minas, varios kilómetros bajo tierra, pues así “filtran” a las demás partículas que no quieren detectar.

¿Dónde se crean los neutrinos? La mayor parte de los neutrinos que recibimos día a día provienen de las reacciones nucleares que ocurren en el núcleo Sol. Otra fuente muy importante son las supernovas, uno de los eventos más violentos del universo. Ocurren cuando una estrella muy masiva muere y explota. Nosotros los humanos, podemos crear neutrinos principalmente en las centrales nucleares, aunque también se puede en los aceleradores de partículas.

¿Qué obtuvieron los científicos del CERN? Al parecer el experimento consistía en emitir un haz de neutrinos que viajaban por 730 km bajo tierra, hasta llegar a un laboratorio en Italia. Resultó que estos neutrinos llegaban 60 nanosegundos antes de lo esperado a su objetivo. Además aseguran que sus resultados tienen una precisión de hasta 10 nanosegundos. Los mismos investigadores del CERN afirman haber buscado errores en todas partes del experimento por 3 años, pero nada. De hecho sugieren que antes de empezar a plantear teorías que expliquen esto, hay que esperar a que otros laboratorios repitan el experimento y ver si obtienen los mismos resultados.

¿Por qué debemos dudar de los resultados obtenidos? El principal argumento en contra es que en 1987 se observó una supernova, que como ya dijimos produce gran cantidad de neutrinos. En esa época se observó que los neutrinos viajaban a la misma velocidad que los fotones (la velocidad de la luz), pues de lo contrario, hubiéramos observado los neutrinos producidos por la supernova, mucho antes que los fotones. Otros consideran que otro punto débil es la dificultad para medir el tiempo en que se emiten los neutrinos, tienen que hacerse mediciones muy precisas.

Pero bueno, eso ya lo revisaran los expertos en el tema, y otros tendrán que repetir el experimento para ver si obtienen los mismos resultados. El chiste es que no cunda el pánico, no se dejen llevar por publicaciones sensacionalistas a las que les encanta este tipo de noticias. No hay que sacar conclusiones hasta que los expertos hayan analizado el trabajo.

De ser cierto, esta noticia sería una revolución en la ciencia, tan importante como no habíamos visto en 100 años, y abrir el paso a nuevas teorías físicas. Personalmente, no me puedo creer que la teoría de la relatividad tenga un error, pero al mismo tiempo, se siente un sentimiento de emoción por las nuevas posibilidades y descubrimientos que aguardan.

Imagen tomada de aquí: http://physicsphysics.tumblr.com/post/10567842818