Viaje en el tiempo
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La "máquina del tiempo" vuelve a dirigir aquí. Para otros usos, consulte Time Machine (desambiguación) .

El viaje en el tiempo es el concepto de movimiento entre ciertos puntos en el tiempo , análogo al movimiento entre diferentes puntos en el espacio por un objeto o una persona, típicamente con el uso de un dispositivo hipotético conocido como máquina del tiempo . El viaje en el tiempo es un concepto ampliamente reconocido en filosofía y ficción , particularmente en ciencia ficción . La idea de una máquina del tiempo fue popularizada por la novela de 1895 de HG Wells , La máquina del tiempo . [1]

Es incierto si viajar en el tiempo al pasado es físicamente posible. El viaje en el tiempo hacia adelante, fuera del sentido habitual de la percepción del tiempo , es un fenómeno ampliamente observado y bien entendido dentro del marco de la relatividad especial y la relatividad general . Sin embargo, hacer que un cuerpo avance o se retrase más de unos pocos milisegundos en comparación con otro cuerpo no es factible con la tecnología actual. En cuanto al viaje en el tiempo hacia atrás, es posible encontrar soluciones en la relatividad general que lo permitan, como un agujero negro en rotación . Viajar a un punto arbitrario en el espacio-tiempo tiene un apoyo muy limitado en la física teórica y generalmente está conectado solo conmecánica cuántica o agujeros de gusano .

Historia del concepto de viaje en el tiempo

Estatua de Rip Van Winkle en Irvington, Nueva York

Algunos mitos antiguos describen a un personaje que avanza en el tiempo . En la mitología hindú, el Mahabharata menciona la historia del rey Raivata Kakudmi , quien viaja al cielo para encontrarse con el creador Brahma y se sorprende al saber cuando regresa a la Tierra que han pasado muchas edades. [2] El Canon Budista Pāli menciona la relatividad del tiempo. El Payasi Sutta habla de uno de los principales discípulos del Buda , Kumara Kassapa , quien le explica al escéptico Payasi que el tiempo en los Cielos pasa de manera diferente que en la Tierra. [3] El cuento japonés de " Urashima Tarō ", [4]descrito por primera vez en el Manyoshu habla de un joven pescador llamado Urashima-no-ko (浦 嶋 子) que visita un palacio submarino. Después de tres días, regresa a su pueblo y se encuentra 300 años en el futuro, donde ha sido olvidado, su casa está en ruinas y su familia ha muerto. [5] En la tradición judía , se dice que el erudito del siglo I aC Honi ha-M'agel se quedó dormido y durmió durante setenta años. Cuando se despertó, regresó a casa pero no encontró a ninguna de las personas que conocía y nadie creyó sus afirmaciones sobre quién era. [6]

Pasar a la ciencia ficción

Las primeras historias de ciencia ficción presentan personajes que duermen durante años y se despiertan en una sociedad cambiada, o son transportados al pasado por medios sobrenaturales. Entre ellos L'An 2440, rêve s'il en fût jamais ( El año 2440: Un sueño si alguna vez hubo uno , 1770) de Louis-Sébastien Mercier , Rip Van Winkle (1819) de Washington Irving , Looking Backward (1888) de Edward Bellamy y When the Sleeper Awakes (1899) de HG Wells. El sueño prolongado, como la posterior máquina del tiempo más familiar , se utiliza como medio de viaje en el tiempo en estas historias. [7]

El trabajo más antiguo sobre el viaje en el tiempo hacia atrás es incierto. Samuel Madden 's Memorias del Siglo XX (1733) es una serie de cartas de embajadores de Gran Bretaña en 1997 y 1998 a los diplomáticos en el pasado, transmitiendo las condiciones políticas y religiosas del futuro. [8] : 95–96 Debido a que el narrador recibe estas cartas de su ángel de la guarda , Paul Alkon sugiere en su libro Origins of Futuristic Fiction que "el primer viajero en el tiempo en la literatura inglesa es un ángel de la guarda". [8] : 85Madden no explica cómo obtiene el ángel estos documentos, pero Alkon afirma que Madden "merece reconocimiento como el primero en jugar con la rica idea del viaje en el tiempo en forma de un artefacto enviado hacia atrás desde el futuro para ser descubierto en el presente". . [8] : 95–96 En la antología de ciencia ficción Far Bo limits (1951), el editor August Derleth afirma que uno de los primeros cuentos sobre viajes en el tiempo es El entrenador de Missing One: An Anachronism , escrito para la revista literaria de Dublín [9] por un anónimo autor en 1838. [10] : 3 Mientras el narrador espera bajo un árbol a que un carruaje lo saque deNewcastle upon Tyne , es transportado en el tiempo durante mil años. Se encuentra con el Venerable Beda en un monasterio y le explica los desarrollos de los siglos venideros. Sin embargo, la historia nunca deja en claro si estos eventos son reales o un sueño. [10] : 11–38 Otro trabajo temprano sobre viajes en el tiempo es Los antepasados ​​de Kalimeros: Alejandro, hijo de Filipo de Macedonia por Alexander Veltman publicado en 1836. [11]

El Sr. y la Sra. Fezziwig bailan en una visión mostrada a Scrooge por el Fantasma de la Navidad Pasada .

Charles Dickens ' A Christmas Carol (1843) tiene primeras representaciones de viaje en el tiempo mística en ambas direcciones, como el protagonista, Ebenezer Scrooge, se transporta a las Navidades pasadas y futuras. Otras historias emplean la misma plantilla, donde un personaje se duerme naturalmente y al despertar se encuentra en un momento diferente. [12] Un ejemplo más claro de viajes hacia atrás en el tiempo se encuentra en el popular libro de 1861 Paris avant les hommes ( París antes de los hombres ) del botánico y geólogo francés Pierre Boitard , publicado póstumamente. En esta historia, el protagonista es transportado al pasado prehistórico por la magia de un "demonio cojo" (un juego de palabras en francés con el nombre de Boitard), donde se encuentra con unPlesiosaurio y un antepasado simiesco y es capaz de interactuar con criaturas antiguas. [13] "Hands Off" de Edward Everett Hale (1881) cuenta la historia de un ser sin nombre, posiblemente el alma de una persona que ha muerto recientemente, que interfiere con la historia del antiguo Egipto al evitar la esclavitud de José . Esta puede haber sido la primera historia que presenta una historia alternativa creada como resultado de un viaje en el tiempo. [14] : 54

Máquinas de los primeros tiempos

Una de las primeras historias en presentar viajes en el tiempo por medio de una máquina es " El reloj que retrocedió " de Edward Page Mitchell , [15] que apareció en el New York Sun en 1881. Sin embargo, el mecanismo raya en la fantasía. Un reloj inusual, cuando se le da cuerda, corre hacia atrás y transporta a las personas cercanas al pasado. El autor no explica el origen ni las propiedades del reloj. [14] : 55 Enrique Gaspar y Rimbau 's El Anacronópete (1887) pudo haber sido el primer cuento a la función de un recipiente diseñado para los viajes a través del tiempo. [16] [17] Andrew Sawyerha comentado que la historia "parece ser la primera descripción literaria de una máquina del tiempo observada hasta ahora", y agregó que "la historia de Edward Page Mitchell ' El reloj que retrocedió ' (1881) se describe generalmente como la primera historia de una máquina del tiempo , pero no estoy seguro de que un reloj cuente ". [18] HG Wells ' La máquina del tiempo (1895) popularizó el concepto de viaje en el tiempo por medios mecánicos. [19]

Viaje en el tiempo en física

Algunas teorías, sobre todo la relatividad especial y general , sugieren que geometrías adecuadas del espacio-tiempo o tipos específicos de movimiento en el espacio podrían permitir el viaje en el tiempo hacia el pasado y el futuro si estas geometrías o movimientos fueran posibles. [20] : 499 En artículos técnicos, los físicos discuten la posibilidad de curvas cerradas en forma de tiempo , que son líneas de mundo que forman bucles cerrados en el espacio-tiempo, permitiendo que los objetos regresen a su propio pasado. Se sabe que existen soluciones a las ecuaciones de la relatividad general que describen los espaciotiempos que contienen curvas cerradas en forma de tiempo, como el espaciotiempo de Gödel., pero la plausibilidad física de estas soluciones es incierta.

Muchos en la comunidad científica creen que el viaje en el tiempo hacia atrás es muy poco probable. Cualquier teoría que permitiera viajar en el tiempo introduciría problemas potenciales de causalidad . [21] El ejemplo clásico de un problema relacionado con la causalidad es la " paradoja del abuelo ": ¿qué pasaría si uno retrocediera en el tiempo y matara al propio abuelo antes de que se concibiera al padre? Algunos físicos, como Novikov y Deutsch, sugirieron que este tipo de paradojas temporales pueden evitarse mediante el principio de autoconsistencia de Novikov o una variación de la interpretación de muchos mundos con mundos en interacción. [22]

Relatividad general

El viaje en el tiempo al pasado es teóricamente posible en ciertas geometrías del espacio-tiempo de la relatividad general que permiten viajar más rápido que la velocidad de la luz , como las cuerdas cósmicas , los agujeros de gusano atravesables y los impulsores de Alcubierre . [23] [24] : 33-130 La teoría de la relatividad general sugiere una base científica para la posibilidad de viajar hacia atrás en el tiempo en ciertos escenarios inusuales, aunque los argumentos de la gravedad semiclásica sugieren que cuando los efectos cuánticos se incorporan a la relatividad general, estas lagunas puede estar cerrado. [25] Estos argumentos semiclásicos llevaronStephen Hawking para formular la conjetura de la protección de la cronología , sugiriendo que las leyes fundamentales de la naturaleza impiden el viaje en el tiempo, [26] pero los físicos no pueden llegar a un juicio definitivo sobre el tema sin una teoría de la gravedad cuántica para unir la mecánica cuántica y la relatividad general en un concepto completamente teoría unificada. [27] [28] : 150

Diferentes geometrías del espacio-tiempo

La teoría de la relatividad general describe el universo bajo un sistema de ecuaciones de campo que determinan la métrica , o función de distancia, del espacio-tiempo. Existen soluciones exactas para estas ecuaciones que incluyen curvas cerradas similares al tiempo , que son líneas de mundo que se cruzan; algún punto en el futuro causal de la línea mundial está también en su pasado causal, una situación que puede describirse como un viaje en el tiempo. Esta solución fue propuesta por primera vez por Kurt Gödel , una solución conocida como la métrica de Gödel , pero su solución (y la de otros) requiere que el universo tenga características físicas que no parece tener, [20] :499 como la rotación y la falta de expansión del Hubble . Aún se está investigando si la relatividad general prohíbe las curvas cerradas de tipo temporal para todas las condiciones realistas. [29]

Agujeros de gusano

Artículo principal: Agujero de gusano

Los agujeros de gusano son un hipotético espacio-tiempo deformado permitido por las ecuaciones de campo de Einstein de la relatividad general. [30] : 100 Una máquina de viaje en el tiempo propuesta que usa un agujero de gusano atravesable funcionaría hipotéticamente de la siguiente manera: un extremo del agujero de gusano se acelera a una fracción significativa de la velocidad de la luz, tal vez con algún sistema de propulsión avanzado , y luego se lleva de regreso al punto de origen. Alternativamente, otra forma es tomar una entrada del agujero de gusano y moverlo dentro del campo gravitacional de un objeto que tiene mayor gravedad que la otra entrada, y luego devolverlo a una posición cerca de la otra entrada. Para ambos métodos, la dilatación del tiempohace que el extremo del agujero de gusano que se ha movido envejezca menos, o se vuelva "más joven", que el extremo estacionario visto por un observador externo; sin embargo, el tiempo se conecta de manera diferente a través del agujero de gusano que fuera de él, por lo que los relojes sincronizados en cada extremo del agujero de gusano siempre permanecerán sincronizados como los ve un observador que pasa por el agujero de gusano, sin importar cómo se muevan los dos extremos. [20] : 502Esto significa que un observador que ingrese al extremo "más joven" saldría del extremo "más viejo" en un momento en que tenía la misma edad que el extremo "más joven", retrocediendo efectivamente en el tiempo tal como lo ve un observador desde el exterior. Una limitación significativa de esta máquina del tiempo es que sólo es posible retroceder en el tiempo hasta la creación inicial de la máquina; [20] : 503 en esencia, es más un camino a través del tiempo que un dispositivo que en sí mismo se mueve a través del tiempo, y no permitiría que la tecnología en sí retroceda en el tiempo.

Según las teorías actuales sobre la naturaleza de los agujeros de gusano, la construcción de un agujero de gusano atravesable requeriría la existencia de una sustancia con energía negativa, a menudo denominada " materia exótica ". Más técnicamente, el espacio-tiempo del agujero de gusano requiere una distribución de energía que viola varias condiciones de energía , como la condición de energía nula junto con las condiciones de energía débil, fuerte y dominante. Sin embargo, se sabe que los efectos cuánticos pueden conducir a pequeñas violaciones mensurables de la condición de energía nula, [30] : 101 y muchos físicos creen que la energía negativa requerida puede ser posible debido al efecto Casimir en la física cuántica. [31]Aunque los primeros cálculos sugirieron que se necesitaría una gran cantidad de energía negativa, los cálculos posteriores mostraron que la cantidad de energía negativa se puede hacer arbitrariamente pequeña. [32]

En 1993, Matt Visser argumentó que las dos bocas de un agujero de gusano con una diferencia de reloj tan inducida no podían unirse sin inducir el campo cuántico y los efectos gravitacionales que harían colapsar el agujero de gusano o que las dos bocas se repelerían entre sí. [33] Debido a esto, las dos bocas no pudieron acercarse lo suficiente para que se produjera una violación de causalidad . Sin embargo, en un artículo de 1997, Visser planteó la hipótesis de que una configuración compleja de " anillo romano " (llamado así por Tom Roman) de un número N de agujeros de gusano dispuestos en un polígono simétrico aún podría actuar como una máquina del tiempo, aunque concluye que esto es más probable una falla en la teoría clásica de la gravedad cuántica más que una prueba de que la violación de la causalidad es posible.[34]

Otros enfoques basados ​​en la relatividad general

Otro enfoque implica un cilindro giratorio denso generalmente denominado cilindro de Tipler , una solución GR descubierta por Willem Jacob van Stockum [35] en 1936 y Kornel Lanczos [36] en 1924, pero no reconocida por permitir curvas cerradas en forma de tiempo [37] : 21 hasta un análisis de Frank Tipler [38]en 1974. Si un cilindro es infinitamente largo y gira lo suficientemente rápido sobre su eje largo, entonces una nave espacial que vuele alrededor del cilindro en una trayectoria en espiral podría viajar hacia atrás en el tiempo (o hacia adelante, dependiendo de la dirección de su espiral). Sin embargo, la densidad y velocidad requeridas es tan grande que la materia ordinaria no es lo suficientemente fuerte para construirla. Se podría construir un dispositivo similar a partir de una cadena cósmica , pero no se sabe que exista ninguno, y no parece ser posible crear una nueva cadena cósmica. El físico Ronald Mallett está intentando recrear las condiciones de un agujero negro en rotación con láseres de anillo, para doblar el espacio-tiempo y permitir el viaje en el tiempo. [39]

Stephen Hawking ha presentado una objeción más fundamental a los esquemas de viaje en el tiempo basados ​​en cilindros giratorios o cuerdas cósmicas, quien demostró un teorema que muestra que, según la relatividad general, es imposible construir una máquina del tiempo de un tipo especial (una "máquina del tiempo con el horizonte Cauchy generado de forma compacta ") en una región donde se satisface la condición de energía débil , lo que significa que la región no contiene materia con densidad de energía negativa ( materia exótica ). Soluciones como la de Tipler suponen cilindros de longitud infinita, que son más fáciles de analizar matemáticamente, y aunque Tipler sugirió que un cilindro finito podría producir curvas cerradas en forma de tiempo si la velocidad de rotación fuera lo suficientemente rápida, [37] : 169él no probó esto. Pero Hawking señala que debido a su teorema, "¡no se puede hacer con densidad de energía positiva en todas partes! Puedo demostrar que para construir una máquina del tiempo finita, se necesita energía negativa". [28] : 96 Este resultado proviene del artículo de Hawking de 1992 sobre la conjetura de protección cronológica , donde examina "el caso de que las violaciones de causalidad aparecen en una región finita del espacio-tiempo sin singularidades de curvatura" y demuestra que "habrá un horizonte de Cauchyque se genera de forma compacta y que en general contiene una o más geodésicas nulas cerradas que estarán incompletas. Se pueden definir cantidades geométricas que midan el impulso de Lorentz y el aumento de área al rodear estas geodésicas nulas cerradas. Si la violación de causalidad se desarrolló a partir de una superficie inicial no compacta, la condición de energía débil promediada debe violarse en el horizonte de Cauchy ". [26] Este teorema no descarta la posibilidad de un viaje en el tiempo por medio de máquinas del tiempo con la generación no compacta Horizontes de Cauchy (como la máquina del tiempo Deutsch-Politzer) o en regiones que contienen materia exótica, que se utilizaría para agujeros de gusano atravesables o el disco y agujero negro de Alcubierre .

Física cuántica

Artículo principal: Mecánica cuántica del viaje en el tiempo.

Teorema de no comunicación

Cuando una señal se envía desde una ubicación y se recibe en otra ubicación, siempre que la señal se mueva a la velocidad de la luz o más lenta, las matemáticas de la simultaneidad en la teoría de la relatividad muestran que todos los marcos de referencia están de acuerdo en que el evento de transmisión sucedió antes del evento de recepción. Cuando la señal viaja más rápido que la luz, se recibe antes de enviarse, en todos los marcos de referencia. [40] Se podría decir que la señal retrocedió en el tiempo. Este escenario hipotético a veces se denomina antitelefono taquiónico . [41]

Los fenómenos de la mecánica cuántica como la teletransportación cuántica , la paradoja de EPR o el entrelazamiento cuántico pueden parecer que crean un mecanismo que permite la comunicación más rápida que la luz (FTL) o el viaje en el tiempo y, de hecho, algunas interpretaciones de la mecánica cuántica como el Bohm. La interpretación supone que se está intercambiando información entre partículas instantáneamente para mantener correlaciones entre partículas. [42] Einstein se refirió a este efecto como " acción espeluznante a distancia ".

Sin embargo, el hecho de que la causalidad se conserve en la mecánica cuántica es un resultado riguroso en las teorías de campo cuánticas modernas y, por lo tanto, las teorías modernas no permiten el viaje en el tiempo o la comunicación FTL . En cualquier caso específico en el que se haya reclamado FTL, un análisis más detallado ha demostrado que para obtener una señal, también se debe utilizar alguna forma de comunicación clásica. [43] El teorema de no comunicación también proporciona una prueba general de que el entrelazamiento cuántico no se puede utilizar para transmitir información más rápido que las señales clásicas.

Interacción de interpretación de muchos mundos

Una variación de Hugh Everett 's interpretación de muchos mundos (MWI) de la mecánica cuántica proporciona una solución a la paradoja del abuelo que implica el viajero en el tiempo de llegar a un universo diferente a la que venían; Se ha argumentado que dado que el viajero llega a la historia de un universo diferente y no a su propia historia, esto no es un viaje en el tiempo "genuino". [44] La interpretación aceptada de muchos mundos sugiere que todos los posibles eventos cuánticos pueden ocurrir en historias mutuamente excluyentes. [45] Sin embargo, algunas variaciones permiten que diferentes universos interactúen. Este concepto se usa con mayor frecuencia en ciencia ficción, pero algunos físicos como David Deutschhan sugerido que un viajero en el tiempo debería terminar en una historia diferente a la que comenzó. [46] [47] Por otro lado, Stephen Hawking ha argumentado que incluso si el MWI es correcto, deberíamos esperar que cada viajero en el tiempo experimente una historia única y coherente, de modo que los viajeros en el tiempo permanezcan dentro de su propio mundo en lugar de viajar. a uno diferente. [48]El físico Allen Everett argumentó que el enfoque de Deutsch "implica modificar los principios fundamentales de la mecánica cuántica; ciertamente va más allá de la simple adopción del MWI". Everett también argumenta que incluso si el enfoque de Deutsch es correcto, implicaría que cualquier objeto macroscópico compuesto de múltiples partículas se dividiría al viajar en el tiempo a través de un agujero de gusano, con diferentes partículas emergiendo en diferentes mundos. [22]

Resultados experimentales

Ciertos experimentos llevados a cabo dan la impresión de causalidad invertida , pero no logran mostrarla bajo un examen más detenido.

El experimento del borrador cuántico de elección retrasada realizado por Marlan Scully involucra pares de fotones entrelazados que se dividen en "fotones de señal" y "fotones inactivos", con los fotones de señal emergiendo de una de dos ubicaciones y su posición luego medida como en la doble rendija. Experimentar . Dependiendo de cómo se mida el fotón inactivo, el experimentador puede aprender de cuál de las dos ubicaciones emergió el fotón de señal o "borrar" esa información. Aunque los fotones de la señal se pueden medir antes de que se haya hecho la elección sobre los fotones inactivos, la elección parece determinar retroactivamente si se trata de un patrón de interferencia o no.se observa cuando se correlacionan las mediciones de fotones inactivos con los fotones de señal correspondientes. Sin embargo, dado que la interferencia se puede observar solo después de que se miden los fotones inactivos y se correlacionan con los fotones de señal, los experimentadores no tienen forma de saber qué elección se hará de antemano con solo mirar los fotones de señal, solo reuniendo los fotones de señal clásicos. información de todo el sistema; así se conserva la causalidad. [49]

El experimento de Lijun Wang también podría mostrar una violación de causalidad, ya que hizo posible enviar paquetes de ondas a través de una bombilla de gas cesio de tal manera que el paquete parecía salir de la bombilla 62 nanosegundos antes de su entrada, pero un paquete de ondas no lo es. un solo objeto bien definido, sino más bien una suma de múltiples ondas de diferentes frecuencias (ver análisis de Fourier ), y el paquete puede parecer que se mueve más rápido que la luz o incluso hacia atrás en el tiempo, incluso si ninguna de las ondas puras en la suma lo hace. Este efecto no puede usarse para enviar materia, energía o información más rápido que la luz, [50] por lo que se entiende que este experimento tampoco viola la causalidad.

Los físicos Günter Nimtz y Alfons Stahlhofen, de la Universidad de Koblenz , afirman haber violado la teoría de la relatividad de Einstein al transmitir fotones más rápido que la velocidad de la luz. Dicen que han realizado un experimento en el que fotones de microondas viajaron "instantáneamente" entre un par de prismas que se habían movido hasta 3 pies (0,91 m) de distancia, utilizando un fenómeno conocido como túnel cuántico . Nimtz dijo a la revista New Scientist : "Por el momento, esta es la única violación de la relatividad especial que conozco". Sin embargo, otros físicos dicen que este fenómeno no permite que la información se transmita más rápido que la luz. Aephraim Steinberg, experto en óptica cuántica en elLa Universidad de Toronto , Canadá, utiliza la analogía de un tren que viaja de Chicago a Nueva York, pero que deja vagones de tren en cada estación a lo largo del camino, de modo que el centro del tren avanza en cada parada; de esta manera, la velocidad del centro del tren excede la velocidad de cualquiera de los vagones individuales. [51]

Shengwang Du afirma en una revista revisada por pares haber observado precursores de fotones individuales , diciendo que no viajan más rápido que c en el vacío. Su experimento involucró luz lenta además de pasar luz a través del vacío. Generó dos fotones individuales , pasando uno a través de átomos de rubidio que se habían enfriado con un láser (lo que ralentizaba la luz) y pasando uno a través del vacío. En ambas ocasiones, aparentemente, los precursores precedieron a los cuerpos principales de los fotones, y el precursor viajó en c en el vacío. Según Du, esto implica que no hay posibilidad de que la luz viaje más rápido que cy , por lo tanto, no hay posibilidad de violar la causalidad.[52]

Ausencia de viajeros en el tiempo del futuro

Muchos han argumentado que la ausencia de viajeros en el tiempo del futuro demuestra que tal tecnología nunca se desarrollará, lo que sugiere que es imposible. Esto es análogo a la paradoja de Fermi relacionada con la ausencia de evidencia de vida extraterrestre. Como la ausencia de visitantes extraterrestres no prueba categóricamente que no existan, la ausencia de viajeros en el tiempo no demuestra que el viaje en el tiempo sea físicamente imposible; puede ser que el viaje en el tiempo sea físicamente posible, pero nunca se desarrolla o se usa con precaución. Carl Sagan sugirió una vez la posibilidad de que los viajeros del tiempo pudieran estar aquí pero disfrazan su existencia o no son reconocidos como viajeros en el tiempo. [27]Algunas versiones de la relatividad general sugieren que el viaje en el tiempo solo podría ser posible en una región del espacio-tiempo que está deformada de cierta manera y, por lo tanto, los viajeros en el tiempo no podrían regresar a regiones anteriores en el espacio-tiempo, antes de que existiera esta región. Stephen Hawking afirmó que esto explicaría por qué el mundo no ha sido ya invadido por "turistas del futuro". [48]

Anuncio colocado en una edición de 1980 de Artforum , anunciando el evento Krononauts

Se han llevado a cabo varios experimentos para tratar de atraer a los humanos del futuro, que podrían inventar la tecnología del viaje en el tiempo, para que regresen y se lo demuestren a la gente del presente. Eventos como el Día del Destino de Perth o la Convención de Viajeros en el Tiempo del MIT dieron mucha publicidad a los "anuncios" permanentes de la hora y el lugar de una reunión para que los futuros viajeros en el tiempo se reúnan. [53] En 1982, un grupo en Baltimore , Maryland , que se identificó como Krononauts, organizó un evento de este tipo dando la bienvenida a visitantes del futuro. [54] [55]Estos experimentos solo tenían la posibilidad de generar un resultado positivo que demostrara la existencia de viajes en el tiempo, pero hasta ahora han fallado; no se sabe que ningún viajero del tiempo haya asistido a ninguno de los eventos. Algunas versiones de la interpretación de los muchos mundos pueden usarse para sugerir que los humanos del futuro han viajado en el tiempo, pero han viajado al tiempo y lugar de encuentro en un universo paralelo . [56]

Avanzar el viaje en el tiempo en física

Dilatación del tiempo

Artículo principal: dilatación del tiempo
Dilatación del tiempo transversal . Los puntos azules representan un pulso de luz. Cada par de puntos con luz "rebotando" entre ellos es un reloj. Para cada grupo de relojes, el otro grupo parece hacer tictac más lento, porque el pulso de luz del reloj en movimiento tiene que viajar una distancia mayor que el pulso de luz del reloj estacionario. Eso es así, aunque los relojes son idénticos y su movimiento relativo es perfectamente recíproco.

Existe una gran cantidad de evidencia observable de la dilatación del tiempo en la relatividad especial [57] y la dilatación del tiempo gravitacional en la relatividad general, [58] [59] [60] por ejemplo en la famosa y fácil de replicar la observación de la desintegración de muones atmosféricos . [61] [62] [63] La teoría de la relatividad establece que la velocidad de la luz es invariante para todos los observadores en cualquier marco de referencia ; es decir, siempre es lo mismo. La dilatación del tiempo es una consecuencia directa de la invariancia de la velocidad de la luz. [63]La dilatación del tiempo puede considerarse en un sentido limitado como "viaje en el tiempo hacia el futuro": una persona puede usar la dilatación del tiempo para que pase una pequeña cantidad de tiempo adecuado , mientras que una gran cantidad de tiempo adecuado pasa en otra parte. Esto se puede lograr viajando a velocidades relativistas o mediante los efectos de la gravedad . [64]

Para dos relojes idénticos que se mueven uno en relación con el otro sin acelerar, cada reloj mide que el otro hace tictac más lento. Esto es posible debido a la relatividad de la simultaneidad . Sin embargo, la simetría se rompe si un reloj se acelera, lo que permite que pase menos tiempo adecuado para un reloj que para el otro. La paradoja de los gemelos describe esto: un gemelo permanece en la Tierra, mientras que el otro experimenta una aceleración a una velocidad relativista mientras viajan al espacio, dan la vuelta y viajan de regreso a la Tierra; el gemelo viajero envejece menos que el gemelo que se quedó en la Tierra, debido a la dilatación del tiempo experimentada durante su aceleración. La relatividad general trata los efectos de la aceleración y los efectos de la gravedad como equivalentes., y muestra que la dilatación del tiempo también ocurre en los pozos de gravedad , con un reloj más profundo en el pozo haciendo tictac más lento; este efecto se tiene en cuenta al calibrar los relojes de los satélites del Sistema de Posicionamiento Global y podría dar lugar a diferencias significativas en las tasas de envejecimiento para los observadores a diferentes distancias de un gran pozo de gravedad como un agujero negro . [24] : 33–130

Una máquina del tiempo que utiliza este principio podría ser, por ejemplo, una cáscara esférica con un diámetro de cinco metros y la masa de Júpiter . Una persona en su centro viajará hacia adelante en el tiempo a un ritmo cuatro veces más lento que el de los observadores distantes. No se espera que exprimir la masa de un planeta grande en una estructura tan pequeña esté dentro de las capacidades tecnológicas de la humanidad en un futuro cercano. [24] : 76–140 Con las tecnologías actuales, solo es posible hacer que un viajero humano envejezca menos que sus compañeros en la Tierra unos pocos milisegundos después de unos pocos cientos de días de viaje espacial. [sesenta y cinco]

Filosofía

Artículo principal: Filosofía del espacio y el tiempo.

Los filósofos han discutido la naturaleza del tiempo desde al menos la época de la antigua Grecia ; por ejemplo, Parménides presentó la opinión de que el tiempo es una ilusión. Siglos más tarde, Isaac Newton apoyó la idea del tiempo absoluto , mientras que su contemporáneo Gottfried Wilhelm Leibniz sostuvo que el tiempo es solo una relación entre eventos y no se puede expresar de forma independiente. Este último enfoque finalmente dio lugar al espacio-tiempo de la relatividad . [66]

Presentismo vs Eternismo

Muchos filósofos han argumentado que la relatividad implica el eternismo , la idea de que el pasado y el futuro existen en un sentido real, no solo como cambios que ocurrieron o ocurrirán en el presente. [67] El filósofo de la ciencia Dean Rickles no está de acuerdo con algunas calificaciones, pero señala que "el consenso entre los filósofos parece ser que la relatividad especial y general son incompatibles con el presentismo". [68] Algunos filósofos ven el tiempo como una dimensión igual a las dimensiones espaciales, que los eventos futuros "ya están allí" en el mismo sentido en que existen diferentes lugares, y que no hay un flujo de tiempo objetivo; sin embargo, esta opinión es controvertida. [69]

La paradoja de la barra y el anillo es un ejemplo de la relatividad de la simultaneidad . Ambos extremos de la barra pasan a través del anillo simultáneamente en el marco de descanso del anillo (izquierda), pero los extremos de la barra pasan uno tras otro en el marco de descanso de la barra (derecha).

El presentismo es una escuela de filosofía que sostiene que el futuro y el pasado existen solo como cambios que ocurrieron o ocurrirán en el presente, y no tienen una existencia real propia. Desde este punto de vista, viajar en el tiempo es imposible porque no hay futuro o pasado al que viajar. [67] Keller y Nelson han argumentado que incluso si los objetos pasados ​​y futuros no existen, todavía puede haber verdades definidas sobre eventos pasados ​​y futuros, y por lo tanto es posible que una verdad futura sobre un viajero en el tiempo que decida viajar de regreso al la fecha actual podría explicar la apariencia real del viajero del tiempo en el presente; [70] Algunos autores refutan estas opiniones. [71]

El presentismo en el espacio-tiempo clásico considera que sólo existe el presente; esto no es conciliable con la relatividad especial, que se muestra en el siguiente ejemplo: Alice y Bob son observadores simultáneos de evento O . Para Alice, algún evento E es simultáneo con O , pero para Bob, el evento E está en el pasado o en el futuro. Por lo tanto, Alice y Bob no están de acuerdo sobre lo que existe en el presente, lo que contradice el presentismo clásico. El "aquí-ahora presentismo" intenta reconciliar esto reconociendo sólo el tiempo y el espacio de un solo punto; esto es insatisfactorio porque los objetos que van y vienen del "aquí-ahora" alternan entre lo real y lo irreal, además de la falta de un "aquí-ahora" privilegiado    ese sería el presente "real". El "presentismo relativizado" reconoce que hay infinitos marcos de referencia, cada uno de ellos con un conjunto diferente de eventos simultáneos, lo que hace imposible distinguir un solo presente "real" y, por lo tanto, todos los eventos en el tiempo son reales, difuminando la diferencia. entre el presentismo y el eternalismo, o cada marco de referencia existe en su propia realidad. Las opciones para el presentismo en la relatividad especial parecen agotadas, pero Gödel y otros sospechan que el presentismo puede ser válido para algunas formas de relatividad general. [72] Generalmente, la idea de tiempo y espacio absolutosse considera incompatible con la relatividad general; no hay una verdad universal sobre la posición absoluta de los eventos que ocurren en diferentes momentos, y por lo tanto no hay forma de determinar qué punto en el espacio en un momento está en la "misma posición" universal en otro momento, [73] y todos los sistemas de coordenadas son en pie de igualdad según lo dado por el principio de invariancia de difeomorfismo . [74]

La paradoja del abuelo

Artículo principal: paradoja del abuelo

Una objeción común a la idea de viajar atrás en el tiempo se plantea en la paradoja del abuelo o en el argumento del autoinfanticidio. [75] Si uno pudiera retroceder en el tiempo, surgirían inconsistencias y contradicciones si el viajero del tiempo cambiara algo; hay una contradicción si el pasado se vuelve diferente de lo que es . [76] [77] La paradoja se describe comúnmente con una persona que viaja al pasado y mata a su propio abuelo, impide la existencia de su padre o madre, y por lo tanto su propia existencia. [27]Los filósofos se preguntan si estas paradojas demuestran que el viaje en el tiempo es imposible. Algunos filósofos responden a las paradojas argumentando que podría darse el caso de que el viaje hacia atrás en el tiempo fuera posible pero que sería imposible cambiar el pasado de alguna manera, [78] una idea similar al principio de autoconsistencia propuesto por Novikov en física.

Paradoja ontológica

Composibilidad

Según la teoría filosófica de la composibilidad , lo que puede suceder, por ejemplo, en el contexto del viaje en el tiempo, debe sopesarse con el contexto de todo lo relacionado con la situación. Si el pasado es de cierta manera, no es posible que sea de otra manera. Lo que puede suceder cuando un viajero en el tiempo visita el pasado se limita a lo que sucedió, para evitar contradicciones lógicas. [79]

Principio de autoconsistencia

El principio de autoconsistencia de Novikov , que lleva el nombre de Igor Dmitrievich Novikov , establece que cualquier acción realizada por un viajero en el tiempo o por un objeto que viaja atrás en el tiempo fue parte de la historia desde el principio y, por lo tanto, es imposible que el viajero del tiempo "cambie "historia de cualquier manera. Sin embargo, las acciones del viajero en el tiempo pueden ser la causa de eventos en su propio pasado, lo que conduce al potencial de una causalidad circular , a veces llamada paradoja de la predestinación, [80] paradoja ontológica, [81] o paradoja del bootstrap. [81] [82] El término paradoja bootstrap fue popularizado por la historia de Robert A. Heinlein " By His Bootstraps". [83] El principio de Novikov auto consistencia propone que las leyes locales de la física en una región del espacio-tiempo que contiene los viajeros del tiempo no puede ser diferente de las leyes locales de la física en cualquier otra región del espacio-tiempo. [84]

El filósofo Kelley L. Ross sostiene en "Paradojas del viaje en el tiempo" [85] que en un escenario que involucra un objeto físico cuya línea de mundo o historia forma un ciclo cerrado en el tiempo, puede haber una violación de la segunda ley de la termodinámica . Ross usa " En algún lugar del tiempo " como un ejemplo de tal paradoja ontológica, donde se le da un reloj a una persona y, 60 años después, el mismo reloj se devuelve en el tiempo y se le da al mismo personaje. Ross afirma que la entropía del reloj aumentará, y el reloj que se transporta en el tiempo se desgastará más con cada repetición de su historia. Los físicos modernos entienden que la segunda ley de la termodinámica es una ley estadística , por lo quela entropía decreciente y la entropía no creciente no son imposibles, simplemente improbables. Además, la entropía aumenta estadísticamente en sistemas que están aislados, por lo que los sistemas no aislados, como un objeto, que interactúan con el mundo exterior, pueden desgastarse menos y disminuir en entropía, y es posible que un objeto cuya línea de mundo forme una lazo cerrado para estar siempre en la misma condición en el mismo punto de su historia. [24] : 23

Daniel Greenberger y Karl Svozil propusieron que la teoría cuántica proporciona un modelo para el viaje en el tiempo donde el pasado debe ser autoconsistente. [86] [87]

En ficción

Más información: viajes en el tiempo en la ficción

Los temas de viajes en el tiempo en la ciencia ficción y los medios de comunicación se pueden agrupar en tres categorías: línea de tiempo inmutable; línea de tiempo mutable; e historias alternativas, como en la interpretación de los muchos mundos que interactúan . [88] [89] [90] El término línea de tiempo no científico se usa a menudo para referirse a todos los eventos físicos en la historia, de modo que cuando los eventos cambian, el viajero en el tiempo se describe como la creación de una nueva línea de tiempo. [91]

Ver también

Reclamaciones de viajes en el tiempo

  • Reclamaciones de viajes en el tiempo y leyendas urbanas

Cultura

  • Cápsula del tiempo

Ficción

  • Viaje en el tiempo en la ficción
  • Viaje en el tiempo en El señor de los anillos
  • Lista de obras de ficción sobre viajes en el tiempo
  • Lista de juegos que contienen viajes en el tiempo

Ciencias

  • Tubo de Krasnikov
  • Retrocausalidad
  • Singularidad del anillo
  • Paradoja temporal
  • Teoría del absorbedor de Wheeler-Feynman

Percepción del tiempo

  • Criónica
  • Animación suspendida
  • Percepción del tiempo

Referencias

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enlaces externos

Resúmenes y cobertura enciclopédica

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  • Cómo funcionará el viaje en el tiempo en HowStuffWorks
  • Viaje en el tiempo y física moderna en la Enciclopedia de Filosofía de Stanford
  • Viaje en el tiempo en la Enciclopedia de Filosofía de Internet
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