¿Qué es el tiempo?   Leave a comment

Este articulo me pareció muy interesante y me di a la tarea de traducirlo, mi inglés es bastante básico pero espero que sea entendible. El artículo fue publicado en la revista digital Wired.com es una entrevista al científico Sean Carroll físico teórico y astrofísico del departamento de Física del instituto de Tecnología de California.

Fuente original en inglés: Wired.com

SAN DIEGO – Una manera de hacerse notar como científico es ponerse frente a un problema realmente dificil. El físico Sean Carroll se ha vuelto algo como una estrella de rock en los círculos de geeks al contestar una antígüa pregunta que ningún otro científico ha sido capáz de explicar: ¿Qué es el tiempo?

Aquí en la reunión anual de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia, donde el dió una exposición acerca de la flecha del tiempo, los científicos lo detenían en el pasillo para expresarle cuán fanáticos han sido de su trabajo.

Carroll se sentó junto con Wired.com el 19 de febrero en el AAAS para explicarnos sus teorías y porqué las aventuras de Marty McFly nunca podrían llevarse a cabo en el mundo real donde el tiempo siempre va hacia adelante pero nunca hacia atrás.

Wired.com: ¿Podría explicar su teoría del tiempo en terminos fáciles?

Sean Carroll: Estoy intentando entender cóm funciona el tiempo. Es una pregunta muy difícil que tiene gran cantidad de aspectos referentes a ella. Muchos de ellos regresan a Einstein y el espacio tiempo, y cómo lo medimos usando relojes. Pero el aspecto en particular en el que estoy interesado es la flecha del tiempo: el hecho de que el pasado es distinto del futuro. Podemos recordar el pasado pero no el futuro. Exísten procesos irreversibles. Las cosas pasan, como cuando se convierte un huevo en una tortilla, pero no es posible convertir la tortilla en huevo.

Tenemos la suerte de entender la mitad del proceso. La flecha del tiempo está basada en ideas que nos retornan a Ludwig Boltzmann, un físico Austríaco de 1870. Él imaginó algo llamado entropía

La entropía es sólo una medida de cuán desordenadas están las cosas; y que tiende a aumentar. Esa es la segunda ley de la termodinámica: La entropía aumenta con el tiempo, las cosas se desordenan más. Entonces, si alguien apila ordenandamente papeles en su escritorio, y se va a dar un paseo, no debería soprenderse de que al volver todo se haya vuelto un desorden. Debería soprenderle que el desorden se vuelva en una pila ordenada de papeles al regresar. Eso es la entropía y la flecha del tiempo. La Entropía aumenta a medida que se va desordenando más.

Boltzmann entendió aquello y explicó cómo la entropía está relacionada a la flecha del tiempo, pero hay algo que le faltó a su explicación, lo cuál es: ¿por qué la entropía siempre fue baja al comienzo? ¿Porqué los papeles estuvieron ordenadamente apilados en el universo?  Basicamente nuestro universo observable comenzó alrededor de 13.7 billones de años atrás en un estado de orden exquisito, con entropía exquisitamente baja. Es como si el universo fuera un juguete de cuerda que ha sido animado (se le ha dado cuerda) por 13.7 billones de años y sera eventualmente abandonado, reducido a nada. ¿Pero porqué fue animado en primer lugar? ¿Porqué tuvo esa baja entropía inusual?

Eso es lo que estoy tratando de abordar, trato de entender la cosmología, por qué el Big Bang tenía las propiedades que lo hizo, y es interesante pensar que conecta directamente a nuestras cocinas y cómo podemos cocinar los huevos, cómo podemos recordar una dirección de tiempo, porqué las causas preceden a los efectos, porqué nacemos jóvenes y nos volvemos viejos al crecer. Todo es a causa del incremento de la entropía, todo es a causa de las condiciones del Big Bang.

Wired.com: Entonces, todo comenzó con el Big Bang, pero su teoría indica que hubo algo ántes del Big Bang, algo que hizo que pasara. ¿Qué es eso?

Sean Carroll: Si encuentras un huevo en tu refrigerador, no te sorprendes. No dices: “Waw esa es una configuración de baja entropía. es inusual” , porque sabes que el huevo no está sólo en el universo, vino de una gallina, que vive en una granja, la cuál es parte de la biosfera, etc, etc. Pero con el universo no tenemos dónde recurrir, no podemos decir que el universo es parte de algo y ese es justamente mi punto, estoy encajando en una línea de pensamiento de la cosmología moderna que dice que el universo observable no es todo lo que es, es parte de un enorme multiverso. El Big Bang no fue el inicio.

Si eso es verdad, cambia la pregunta que me preguntaste. No es: “¿Porqué el universo comezó con baja entropía?”, sino, ¿porqué atravezó el universo por una fase de baja entropía? y eso podría ser más fácil de responder.

Big Bangs

Wired.com: En ésta teoría del multiverso, se tiene un universo estático en el medio. A partir de el pequeños universos emergen y viajan en distintas direcciones o flechas de tiempo (arrows of time) ¿Esto significa que el universo que está en el medio no tiene tiempo?

Sean Carroll: Esa es una distinción que merece graficarse. Existen diferentes momentos en la historia del universo y el tiempo describe el momento del que estamos hablando. Luego están las flechas del tiempo que nos dan la sensación de progreso, la sensación de flujo o movimiento a través del tiempo. Por lo tanto el universo estático del medio tiene el tiempo como coordinador pero no existe flecha del tiempo. No existe futuro versus pasado, todo es igual entre todos.

Wired.com: ¿Ese, es un tiempo que no podemos percibir o entender?

Sean Carroll: Podemos medirlo pero no podriamos sentirlo. No podríamos experimentarlo porque objetos como nosotros, no podrían exístir en ese ambiente porque dependemos de la flecha del tiempo para nuestra existencia.

Wired.com: Entonces , ¿qué es el tiempo en ese universo?

Sean Carroll: Incluso en el vacío, el tiempo y el espacio exísten. Los físicos no tienen problema respondiendo a preguntas como: “¿si un árbol cae en el bosque y no hay nadie para oirlo, éste hace ruido?”, ellos dirán: “¡Sí! Claro que hace ruido.” De igual manera, si el tiempo fluye sin entropía y no hay nadie para experimentarla, ¿aun existe el tiempo? Sí. Aún hay tiempo. Aún es parte de las leyes fundamentales de la naturaleza incluso en esa parte del universo, es solo que los eventos en esa parte del universo no tienen casualidad, no tienen memoria, no progresan en el tiempo, y no tienen envejecimiento ni metabolismo o cosa parecida, sólo exísten fluctuaciones al azar.

Wired.com: Si este universo en el medio está quieto y no pasa nada ahí, entonces ¿cómo son exáctamente los universos con flechas del tiempo que se desprenden de el? porque ese parece un hecho medible.

Sean Carroll: Correcto. Es un gran punto. Y la respuesta es, casi nada pasa ahí. Entonces la parte principal de ésta idéa que estoy desarrollando es responder a la pregunta: “¿Porqué vemos un universo cambiante a nuestro alrededor?” Es que no hay manera de que el universo sea estático de una vez por todas. No hay estado del universo en que espere quieto por siempre y para siempre. Si existiese nosotros deberiamos establecernos en ese estado y permanecer alli para siempre.

Es como una pelota rodando colina abajo, pero la colina no tiene parte inferior, la pelota seguirá rodando por siempre tanto en pasado como en futuro. Por lo tanto esa parte centrar es localmente estática – la pequeña región donde parece que nada pasa; pero de acuerdo a la mecánica cuántica, algunas cosas pueden pasar ocasionalmente. Cosas que pueden fluctuar hacia la existencia, exíste una probabilidad de ocurrencia de cambio.

Lo que me parece es que el universo es algo parecido a un núcleo atómico, no es completamente estable, tiene vida media, decaerá, si vemos a el, parece perfectamente estable, no hay nada pasando… nada pasando… y entonces ¡Boom! derepente una partícula alfa sale de él, excepto que la partícula alfa sería otro universo.

Wired.com: Dentro de esos universos que se mueven hacia adelanta con la flecha del tiempo, hay lugares donde las leyes físicas son diferentes – anomalías en el espacio tiempo ¿existiría aún la flecha del tiempo ahí?

Sean Carroll: Podría ser. Lo extraño de la flecha del tiempo es que no se encuentra en las leyes fundamentales de la física, no está ahí, es una propiedad del universo que vemos pero no una propiedad de las leyes de las partículas individuales. Por lo tanto la flecha del tiempo esta construida sobre cualquier ley local de la física aplicada.

Wired.com: ¿Si la flecha del tiempo está basada en nuestra conciencia o nuestra habilidad de percibirla, eso hace que personas como ustéd que la entiende más completamente experimente el tiempo de una manera diferente a la del resto de nosotros?

Sean Carroll: En realidad no. La manera en que funciona es que primero viene la percepción y luego el entendimiento, por lo tanto el entendimiento no cambia la percepción sólo ayuda a poner a la percepción en un contexto más ámplio. Hay una frase famosa que escribí en mi libro de San Agustín, donde dice a lo largo de sus líneas como “Sé lo que es el tiempo hasta que me preguntan una definición de él, y no puedo darla.” Nosotros percibimos el paso del tiempo en una manera muy similar pero cuando tratamos de entenderlo eso no cambia nuestras percepciones.

Wired.com: ¿Qué le pasa a la flecha en lugares como un hoyo negro o a grandes velocidades donde nuestra percepción cambia?

Sean Carroll: Eso nos lleva de vuelta a la relatividad de Einstein. Para cualquiera que se mueva a través del espacio tiempo, ellos y los relojes que se muevan con ellos – incluidos sus relojes biológicos como el corazón y sus percepciones mentales – ninguno percibirá el tiempo pasar más rápido o más lento, o, por lo menos si tienen  relojes precisos, el reloj siempre marcara segundo a segundo. Eso es cierto si uno está dentro de un hoyo negro en la tierra,  en el medio de la nada, o donde sea. Pero lo que Einstein trata de decirnos es que el camino que tomemos a través del espacio tiempo, puede afectar dramáticamente al tiempo que uno persive pasar.

La flecha del tiempo se refiere a la dirección, no a la velocidad. Lo que importa es que la dirección sea consistente, que donde sea a través del espacio tiempo esté en el pasado o en el futuro.

Wired.com: ¿Entonces le dirías a Michael J. Fox que es imposible para él volver al pasado y salvar a su familia?

Sean Carroll: La manera más fácil para salir del laberinto del viaje del tiempo es decir que no puede realizarse. Esa es posiblemente la respuesta mas correcta, de todas maneras no estamos seguros, no hemos probado absolutamente que no es posible.

Wired.com: Por lo menos, no se puede volver atrás.

Sean Carroll: Así es. No. Podemos facilmente ir al futuro eso no es problema.

Wired.com: ¡Estamos yendo para allá en éste momento!

Sean Carroll: Ayer, viajé al futuro y aquí estoy ahora.

Una de las cosas que apunté en mi libro es que si imaginamos que es posible, hipotéticamente, ir al pasado, todas las paradojas que tienden a existir pueden ser enfocadas al hecho de que no podemos definir una flecha consistente de tiempo si pudiesemos ir al pasado, porque lo que piensas de tu futuro está en el pasado del universo, entonces no puede ser uno en el mismo donde sea y eso no es incompatible con las leyes de la física pero es muy incompatible con nuestra experiencia diaria donde podemos tomar decisiones que afecten el futuro pero no podemos tomar decisiones que afecten el pasado.

Wired.com: Una parte de la teoría del multiverso es que eventualmente nuestro propio universo se volverá vacío y estático. ¿Significa eso que eventualmente desprenderemos otro universo del nuestro?

Sean Carroll: La flehca del tiempo no se mueve adelante por siempre. Hay una fase del universo donde se mueve de baja entropía a alta entropía y cuando se haya logrado el máximo local de entropía que se puede, no existe más flecha del tiempo. Es como éste cuarto, si puedes tomar todo el aire de este cuarto y ponerlo en una esquina, eso es baja entropía, luego lo suelta y se expande hasta llenar completamente el cuarto y para. Entonces el aire ya no está haciendo nada. En el momento en que estaba cambiando existía flecha del tiempo, pero una vez que llegó al equilibrio la flecha dejó de existir, entonces en teoría, nuevos universos se desprendieron.

Wired.com: Entonces exíste un número infinito de universos detrás del nuestro y un número infinito por delante, ¿significa eso que podemos visitar los universos que están por delante de nosotros?

Sean Carroll: Sospecho que no, pero no lo sé. De hecho, tengo un post doctorado en Caltech, que está muy interesado en la poosibilidad de universos chocando entre sí, Ahora podemos llamarlos universos. Pero en realidad para ser honesto, ellos son regiones del espacio con diferences condiciones locales. No es que sean metafisicamente distintos unos de otros, sólo que están muy lejos entre si. Es posible que se pueda imaginar universos chocando entre si y dejando rutas entre ellos u efectos observables, es posible también que eso no vaya a pasar. Si es verdad, la única manera en que éste cuadro tenga sentido es en la que pienses que el multiverso no como una teoría, sino como la predicción de una teoría.

Si crees realmente entender las reglas de la gravedad, y la mecánica cuántica, muy, muy bien, puedes decir: “De acuerdo a las reglas, los universos emergen a su existencia aunque no pueda verlo, es una predicción de mi teoría y he probado esa teoría usando otros métodos.” Aún no estamos ahí, no sabemos cuándo tendrémos una teoría buena y no sabemos como probarla, pero el proyecto que uno imagina va seguido de una buena teoría en gravedad cuántica probada aquí en nuestro universo, y luego tomando las predicciones seriamente para las cosas que no observamos en otros lugares.

Es un gran artículo, con una importante dosis de información, pero más allá es que abre posibilidades más allá de lo científico, abre posibilidades a lugares donde la eternidad es posible y por lo tanto a la religión, a la verdad de un ser eterno y una conciencia eterna.

Mientras más pasa el tiempo más la razón vuelve a la razón y el caos al caos, quizas estamos por terminar nuestro ciclo de entropía.

And we sort of understand that halfway
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Publicado febrero 28, 2010 por Sergio D. Rodríguez Inclan en General, Reflexiones

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