COMO CONSTRUIR UNA MAQUINA DEL TIEMPO, POR STEPHEN HAWKING

Hola, me llamo Stephen Hawking. Físico, cosmólogo y un poco soñador. Si bien no me puedo mover y tengo que hablar a través de mi computadora, en mi mente soy libre. Libre para explorar el Universo y preguntarme las grandes cuestiones como: ¿es posible el viaje en el tiempo? ¿Podemos abrir un portal al pasado o hallar un atajo al futuro? ¿Podremos, finalmente, utilizar las leyes de la naturaleza para convertirnos en maestros del tiempo en sí mismo?

Alguna vez se consideró el viaje en el tiempo como una herejía científica. Solía evitar hablar sobre esto por miedo a ser etiquetado como un maniático. Pero en estas fechas ya no soy tan cauto. De hecho, me parezco más a la gente que construyó Stonehenge: Estoy obsesionado con el tiempo. Si tuviese una máquina del tiempo visitaría a Marilyn Monroe en la flor de su vida o aparecería por la época en la que Galileo apuntó su telescopio a las estrellas. Quizá, incluso, viajaría al fin del Universo para averiguar cómo termina nuestra historia cósmica.

Para ver cómo podría ser esto posible, debemos ver al tiempo como lo hacen los físicos: en la cuarta dimensión. No es tan difícil como suena. Cualquier niño atento sabe que todos los objetos físicos, incluso yo en mi silla, existen en tres dimensiones. Todo tiene ancho, altura y profundidad.

Pero hay otro tipo de longitud, la longitud del tiempo. Mientras un humano puede vivir unos 80 años, las piedras de Stonehenge, por ejemplo, han estado ahí durante miles de años. Y el Sistema solar durará miles de millones de años. Todo tiene una longitud en el tiempo, así como en el espacio. Viajar en el tiempo significa viajar a través de esta cuarta dimensión.

Para ver lo que significa esto, imaginemos que estamos haciendo un viaje normal en automóvil. Conduzca usted en línea recta y estará viajando en una dimensión. Gire a la derecha o a la izquierda, y ya tiene usted una segunda dimensión. Ve hacia arriba o hacia abajo en una montaña y ya tiene usted la altura, así que estará viajando en tres dimensiones. ¿Pero cómo podríamos viajar en el tiempo? ¿Cómo encontramos un camino a través de la cuarta dimensión?

Vamos a disfrutar de un poco de ciencia ficción por un momento. Las películas de viajes en el tiempo suelen tener una gran máquina hambrienta de una vasta cantidad de energía. La máquina crea un camino a través de la cuarta dimensión, un túnel a través del tiempo. Un viajero del tiempo, un valiente, quizá un loco, preparado para quién sabe qué, se mete en el túnel del tiempo y aparece quién sabe dónde. El concepto puede ser exagerado, y la realidad puede ser muy diferente de esto, pero la idea en sí no es tan loca.

Los físicos también hemos estado pensando en túneles a través del tiempo, pero lo encaramos desde un ángulo diferente. Nos preguntamos si los portales al pasado o al futuro podrían ser, en algún momento, posibles dentro de las leyes de la naturaleza. Según parece, pensamos que sí. Lo que es más, incluso les hemos dado un nombre: agujeros de gusano. La verdad es que los agujeros de gusano están todo alrededor de nosotros, sólo que son demasiado pequeños para ser vistos. Los agujeros de gusano son muy pequeños. Se encuentran en rincones y grietas en el espacio y el tiempo. Puede resultar un concepto difícil, pero quédate conmigo y sigue leye.

Nada es plano o sólido. Si usted mira desde una posición suficientemente próxima, usted encontrará agujeros y curvaturas allí. Es un principio básico de la física y también se aplica al tiempo. Incluso algo tan liso como una bola de billar tiene hendiduras, arrugas y huecos. Es fácil ahora demostrar que es cierto en las tres dimensiones. Pero confía en mí, también es verdad en la cuarta. Hay pequeñas hendiduras, arrugas y huecos en el tiempo. Hacia abajo, en la más pequeña de las escalas, más pequeña incluso que una molécula, más pequeña que un átomo, llegamos a un lugar llamado “espuma cuántica”. Ahí es dónde existen los agujeros de gusano. Túneles diminutos que son atajos a través del espacio y el tiempo que se forman, desaparecen y se modifican constantemente en el mundo cuántico. Estos agujeros unen dos lugares diferentes en dos tiempo diferentes.

Desgraciadamente, estos túneles del tiempo de la vida real sólo miden una milmillonésima parte de una biillonésima parte de una billonésima de centímetro. Un camino demasiado pequeño para que un humano pase por ahí, pero aquí es dónde lleva la noción de máquinas del tiempo de agujeros de gusano. Algunos científicos creen que podría ser posible capturar un agujero de gusano y agrandarlo muchos billones de veces para hacerlo lo suficientemente grande como para que un humanom o incluso una nave espacial, penetre por él.

Dada la suficiente potencia y una tecnología avanzada, incluso se podría construir un agujero de gusano gigante en el espacio. No digo que se pueda hacer, pero si se pudiese, sería un dispositivo sobresaliente. Una parte podría estar aquí, cerca de la Tierra, y otra muy muy lejos, en algún planeta lejano.

En teoría, un túnel del tiempo o agujero de gusano podría hacer aún más que llevarnos a otros planetas. Si ambos extremos están en el mismo sitio, y separados por el tiempo en vez de por el espacio, una nave podría volar por allí y salir mientras sigue cerca de la Tierra, pero en un pasado lejano. Quizá los dinosaurios hayan sido testigos de alguna nave llegando para aterrizar.

Ahora, sé que pensar en cuatro dimensiones no es fácil, y que los agujeros de gusano son conceptos difíciles de meter en tu cabeza, pero aguanta un poco más. He pensado un experimento sencillo que podría demostrarnos si el ser humano podría viajar, ahora o en el futuro, a través de un agujero de gusano. Me gustan los experimentos simples… y el champán.

Así que he combinado ambos para ver si es posible el viaje por el tiempo, desde el futuro al pasado.

Imaginemos que estamos dando una fiesta, una recepción de bienvenida para futuros viajeros en el tiempo. Pero hay una peculiaridad. No dejo que nadie lo sepa hasta que la fiesta haya cocluido. He enviado una invitación dando las coordinadas exactas de tiempo y espacio. Tengo la esperanza de que pululen por ahí copias de ella, de una forma u otra, durante miles de años. Quizá un día alguien que vive en el futuro encontrará la información de la invitación y utilice un agujero de gusano para regresar a mi fiesta, probando que el viaje en el tiempo será posible algún día.

Mientras tanto, mis invitados viajeros del tiempo llegarán en cualquier momento. Cinco, cuatro, tres, dos, uno. Pero mientras digo esto, nadie ha llegado. Qué pena. Esperaba que al menos viniese alguna futura Miss Universo. Entonces ¿por qué no funcionó mi experimento? Una de las razones podría ser un bien conocido problema del viaje en el tiempo hacia el pasado, lo que llamamos paradojas.

Es divertido pensar en paradojas. La más famosa es la que usualmente se nombra como paradoja del abuelo. Yo tengo una versión más simple y nueva, a la que llamo la paradoja del científico loco.

No me gusta que sea común describir como locos a los científicos en las películas, pero en este caso es cierto. Este chico está decidido a crear una paradoja, aún cuando le cueste la vida. Imagina, de alguna manera, que ha construido un agujero de gusano, un túnel del tiempo que se extiende a sólo minuto al pasado.

A través de este agujero de gusano, el científico puede verse él mismo un minuto antes. Pero ¿y si nuestro científico utilizase ese agujero de gusano para dispararse un tiro él mismo? Ahora estaría muerto. ¿Entonces quién disparó la bala? Es una paradoja. Simplemente no tiene sentido. Es la clase de situación que hace que los cosmólogos sufran pesadillas.

Este tipo de máquina del tiempo violaría una regla fundamental que gobierna a todo el Universo: que las causas van antes que los efectos, y nunca al revés. Creo que las cosas no pueden causar su propia imposibilidad. Si pudiesen, entonces nada detendría al Universo en su ingreso a un completo caos. Yo creo que siempre ocurrirá algo que previnie la paradoja. De alguna modo, debe de haber alguna razón por la que nuestro científico nunca se encontrará a sí mismo en una situación en la que pueda dispararse a sí mismo. En este caso, siento decirlo, el propio agujero de gusano es el problema.

En definitiva, yo creo que un agujero de gusano como éste no puede existir. Y la razón para esto es la retroalimentación. Si alguna vez vas a un concierto de rock, probablemente reconocerás un duro chillido llamado acople acústico. Es la retroalimentación. Lo que lo provoca es simple. El sonido entra en el micrófono, corre por cables, se hace más fuerte en el amplificador y sale por los altavoces. Pero si sale demasiado sonido de los altavoces, vuelve al micrófono y entra en un bucle que le da cada vez más volumen. Si nadie lo detiene, la retroalimentación puede destruir el sistema de sonido.

Lo mismo ocurrirá en un agujero de gusano, sólo que con radiación en vez de sonido. Tan pronto como el agujero de gusano se expanda, la radiación de la naturaleza entraría y se metería en un bucle. La retroalimentación sería tan fuerte que destruiría el agujero de gusano. Así que aunque existen agujeros de gusano diminutos, y que pudiese ser posible ampliarlos algún día, no durarían lo suficiente como para utilizarlos como máquina del tiempo. Esa es la verdadera razón por la que nadie pudo regresar en el tiempo a mi fiesta.

Es probable que sea imposible cualquier tipo de viaje en el tiempo hacia el pasado a través de agujeros de gusano. o cualquier otro método; de otra modo, se presentarán las paradojas. Así que, lo siento, según parece, el viaje en el tiempo al pasado nunca se dará. Una decepción para los cazadores de dinosaurios y un alivio para los historiadores.

Pero la historia no terminó aún. Esto no causa que sean imposibles todos los viajes en el tiempo. Yo creo en el viaje en el tiempo: el viaje en el tiempo hacia el futuro. El tiempo fluye como un río y parece como si cada uno de nosotros se dejase llevar lentamente por la corriente. Pero el tiempo es otro tipo de río. Fluye a diferentes velocidades e ndiferentes sitios y esa es la llave para el viaje al futuro. Esta idea fue propuesta por primera vez por Einstein hace más de 100 años. Él se dio cuenta de que debían haber lugares en los que el tiempo se moviese más lento y otros en los que fuese más rápido. Tenía toda la razón. La prueba está sobre nuestras cabezas. En el espacio.

Es el Sistema de Posicionamiento Global, o GPS. Una red de satélites que están orbitando alrededor de la Tierra. Los satélites hacen posible la navegación por satélite. Pero también revelan que el tiempo va más rápido en el espacio que en la Tierra. Dentro de cada nave hay un reloj muy preciso. Pero a pesar de ser tan preciso, todos adelantan un tercio de billonésima parte de segundo cada día. El sistema se debe autocorregir, de otra manera esa mínima diferencia estropearía todo el sistema, causando que cada GPS en la Tierra fallara en unos 10 kilómetros cada día. Imagínate el aloboroto que provocaría.

El problema no está en los relojes. Ellos simplemente avanzan más rápido porque el tiempo en sí mismo va más rápido en el espacio que aquí abajo. Y la razón para este extraordinario efecto es la masa de la Tierra. Einstein se dio cuenta de que la materia “tira” del tiempo y lo ralentiza como la parte lenta de un río. Cuanto más pesado es el objeto, más tironea del tiempo. Y esta realidad sorprendente es lo que abre la puerta a la posibilidad de viajar en el tiempo hacia el futuro.

Justo en el centro de la Vía Láctea, a 26.000 años luz de nosotros, yace el objeto más pesado de la galaxia. Es un agujero negro supermasivo que contiene la masa de cuatro millones de soles comprimidos en un único punto por su propia gravedad. Cuanto más te acercas al agujero, más fuerte es la gravedad. Acércate bastante y ni siquiera la luz podrá escapar. Un agujero negro como éste tiene un efecto dramático sobre el tiempo, lo ralentiza mucho más que cualquier otra cosa en la galaxia. Lo que lo convierte en una máquina del tiempo natural.

Me gusta imaginar cómo podría tomar ventaja de este fenómeno una nave espacial, al orbitarlo. Si una agencia espacial estuviese controlando la misión desde la Tierra, observarían que cada órbita lleva 16 minutos. Pero para los que están dentro, cerca del objeto masivo, el tiempo iría más lento. Y aquí el efecto sería mucho mayor que el de la gravedad terrestre. El tiempo de los tripulantes sería frenado a la mitad. Por cada 16 minutos de orbitar, sólo experimentarían ocho.

Una vuelta tras otra, experimentando sólo la mitad del tiempo que cualquiera ubicado lejos del agujero negro. La nave y su tripulación podrían viajar en el tiempo. Imagina que girasen alrededor del agujero negro duranto cinco de sus años. En cualquier otro sitio pasarían 10 años. Al llegar aquí, todos en la Tierra habrían envejecido 5 años más que ellos.

Así que un agujero negro supermasivo es una máquina del tiempo. Pero por supuesto, no es exactamente práctica. Tiene ventaja sobre los agujeros de gusano en no provocar paradojas. Además, no se autodestruiría en un destello de retroalimentación. Pero es muy peligroso. Está muy lejos y tampoco nos lleva muy lejos en el tiempo. Por fortuna, hay otra forma de viajar en el tiempo. Y esta representa nuestra última esperanza de construir una máquina del tiempo real.

Sólo tienes que viajar muy, muy rápido. Mucho más rápido que la velocidad necesaria para evitar ser tragado por el agujero negro. Esto se debe a otro hecho extraño en el universo. Hay una velocidad límite, 300.000 km/s, conocida como la velocidad de la luz. Nada puede exceder esa velocidad. Es uno de los principios mejor establecidos en la ciencia. Lo creas o no, viajar cerca de esa velocidad te transporta al futuro.

Para explicar esto, soñemos un poco con un sistema de transporte de ciencia-ficción. Imagina una vía alrededor de la Tierra, una vía para un tren superrápido. Vamos a utilizarla para acercarnos lo más que podamos a la velocidad de la luz y ver cómo se convierte en una máquina del tiempo. A bordo hay pasajeros con un boleto sólo de ida al futuro. El tren comienza a acelerar, más y más rápido. Pronto está dando vueltas alrededor de la Tierra una y otra vez.

Aproximarse a la velocidad de la luz significa girar alrededor de la Tierra muy rápido. Siete veces por segundo. Pero sin importar cuánta potencia tenga el tren, nunca alcanzará la velocidad de la luz, dado que las leyes de la física se lo prohiben. En vez de eso, digamos que se acerca, apenas por debajo de esa velocidad máxima. Ahora ocurre algo extraordinario. El tiempo comienza a fluir más despacio a bordo con respecto al resto del mundo, igual como cerca del agujero negro, sólo que aún más. Todo está en cámara lenta en el tren.

Esto ocurre para proteger la velocidad límite, y no es difícil ver por qué. Imagina un niño corriendo en el tren. Hacia adelante su velocidad se suma a la del tren, así que ¿no podría romper la velocidad límite por accidente? La respuesta es no. Las leyes de la naturaleza previenen la posibilidad causando que el tiempo vaya más lento allí a bordo.

Ahora no puede ir suficientemente rápido como para quebrar el límite. El tiempo siempre irá más lento para proteger la velocidad límite. Y de ese hecho proviene la posibilidad de viajar en el tiempo a muchos años en el futuro.

Imagina que el tren deja la estación el 1 de enero de 2050. Gira alrededor de la una y otra vez Tierra durante 100 años, y deteniéndose por fin en año nuevo de 2150. Los pasajeros sólo habrían vivido una semana, porque el tiempo se ha frenado mucho dentro el tren. Cuando salgan verán un mundo muy diferente al que dejaron. En una semana habrían viajado 100 años en el futuro. Por supuesto, construir un tren que pueda alcanzar esa velocidad es casi imposible. Pero hemos construido algo bastante similar al tren en el CERN, en Ginebra, Suiza.

En las profundidades de la Tierra, en un túnel circular de unos 25,6 km de extensión, hay un flujo de billones de diminutas partículas. Cuando se activa la alimentación, aceleran de 0 a unos 100.000 km/h en una fracción de segundo. Incrementa la potencia y las partículas irán cada vez más rápido, hasta que darán la vuelta al túnel unas 11.000 veces por segundo, que es casi la velocidad de la luz. Pero como el tren, nunca podrán llegar a la velocidad límite. Sólo pueden lograr un 99.99 %. Cuando esto ocurre, comienzan a viajar en el tiempo. Sabemos esto por unas partículas con una vida extremadamente limitada, llamadas pi-mesones. Normalmente se desintegran en 25 milmillonésimas de segundo. Pero cuando se aceleran a cerca de la velocidad de la luz, duran 30 veces más.

Es así de simple. Si queremos viajar al futuro, sólo tenemos que ir rápido. Verdaderamente rápido. Y creo que la única manera de lograr esro es yendo al espacio. El vehículo tripulado más rápido de la historia fue el Apolo 10, que llegó a 40.000 km/h. Pero para viajar en el tiempo debemos ir 2.000 veces más rápido. Y para hacer eso necesitamos una nave mucho más grande, una nave de verdad enorme. La nave tendrá que ser suficientemente grande como para llevar una cantidad suficiente de combustible, suficiente para acelerarlo a casi la velocidad de la luz. Llegar cerca de la velocidad límite requeriría 6 años a máxima potencia.

La aceleración inicial sería soportableporque la nave sería muy grande y pesada. Pero de forma gradual tomaría velocidad y pronto estría recorriendo grandes distancias. En una semana habría alcanzado los planetas exteriores. Después de dos años alcanzaría la mitad de la velocidad de la luz y estaría bien lejos fuera del Sistema Solar. Dos años después llegaría al 90 % de la velocidad de la luz. A cincuenta billones de kilómetros de la Tierra y a cuatro años tras el despegue, la nave comenzaría a viajar por el tiempo. Por cada hora de viaje, pasarían dos en la Tierra., una situación similar a la nave que orbitaba el agujero negro.

Tras otros dos años de impulsión plena, la nave llegaría a su velocidad límite, el 99% de la de la luz. A esta velocidad, un día en la nave es un año en la Tierra. Nuestra nave estaría volando realmente hacia el futuro.

Ralentizar el tiempo tiene otro beneficio. Significa que nosotros podíamos viajar, en teoría, extraordinarias distancias durante nuestra vida. Un viaje al borde de la galaxia duraría exactamente 80 años. Pero la verdadera maravilla de nuestro viaje es que revela cuán extraño es el universo. Es un universo donde el tiempo corre a velocidades diferentes en diferentes lugares. Donde exsiten diminutos agujeros de gusano a nuestro alrededor. Y donde, en última instancia, podemos utilizar nuestra comprensión de la física para convertirnos en verdaderos viajeros a través de la cuarta dimensión.