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(Inteligencia artificial - Nano Banana - Novaceno)
Aunque todos creemos saber lo que es el tiempo, la física aún no ha sido capaz de explicarlo. Algunos científicos creen que lo que percibimos como tiempo es una ilusión y ya saben cómo demostrarlo
El tiempo es lo más básico del mundo hasta que intentas definirlo según las reglas de la física. La relatividad lo deforma, la mecánica cuántica lo ignora y ninguna teoría fundamental puede explicar por qué fluye en una sola dirección o por qué avanza. En 1983, dos científicos sugirieron que la respuesta era simple: el tiempo no fluye porque no existe, solo lo parece gracias a un truco cuántico. Ahora, cuatro décadas después, nuevos experimentos con relojes microscópicos están poniendo a prueba esta idea y los agujeros negros pueden darnos la solución.
La teoría de la relatividad de Einstein fusionó tiempo y espacio en un tejido flexible que se deforma con la masa y el movimiento. Estas propiedades hacen que se creen efectos tan desconcertantes como que el tiempo transcurre más rápido en lo alto de una montaña que al nivel del mar debido a la diferencia de intensidad de la gravedad. Pero para las cosas más pequeñas que los átomos, la mecánica cuántica explica el tiempo como un añadido externo que no puede medirse directamente.
Esta desconexión entre lo grande y lo pequeño llevó a los físicos Don Page y William Wootters a proponer en 1983 lo que llamaron el mecanismo Page-Wootters. Inspirados en el entrelazamiento cuántico —una especie de vínculo que hace que dos partículas se comporten como si fueran una sola— y las funciones de onda de cada partícula—una herramienta matemática con la que se obtiene toda la información sobre ella—, imaginaron el universo entero como una función de onda cuántica gigante y congelada. En lugar de tener funciones de onda individuales para cada partícula, el cosmos sería una única y enorme función de onda que contiene todas las partículas, todos los campos y todas las configuraciones posibles del universo en un solo paquete matemático.
Por sí solo, este objeto gigante no se mueve ni funciona, aseguran. Simplemente, permanece allí como un catálogo atemporal de todas las posibilidades, y lo que llamamos tiempo surgiría de las interacciones dentro de esa estructura fija entre un sistema que actúa como un reloj y el resto del universo.
Demostrar que el tiempo no existe
El mecanismo Page-Wootters es tan enrevesado como la propia mecánica cuántica, pero el divulgador Zack Savitsky ha encontrado una analogía que aclara bastante el panorama. Según Savitsky, funciona como un manuscrito cuyas páginas ya están escritas, pero necesita números de página para crear una secuencia coherente que podamos seguir para comprender la historia. La parte de la función de onda que codifica la realidad son las palabras; el reloj son los números de página.
En 2024, Paola Verrucchi, investigadora del Consejo Nacional de Investigaciones (CNR) de Italia, construyó un modelo matemático simple basado en el mecanismo Page-Wootters, entrelazando un reloj hecho de diminutos imanes con un sistema cuántico similar a un muelle. Desde fuera, el sistema permanecía estático. Sin embargo, para el reloj, el resorte parecía estirarse y contraerse en una secuencia temporal que podía medir. "Puedes derivar todas las ecuaciones de movimiento que sabemos que funcionan [del modelo]", asegura Verrucchi.
Unos años antes, en 2017, se encontró una manera de detectar esos relojes. Marcus Huber y su equipo de la Universidad Técnica de Viena demostraron con modelos teóricos que mantener el tiempo requiere trabajo y produce calor, incluso a escalas cuánticas. Sus experimentos con relojes hechos de unos pocos átomos han mostrado que existe un intercambio directo entre la precisión de que tiene un reloj y la entropía (una medida del desorden) que produce. Este descubrimiento permitirá finalmente someter el mecanismo Page-Wootters a pruebas experimentales.
Los agujeros negros como relojes del universo
Verrucchi cree haber encontrado uno de estos relojes en la naturaleza: los agujeros negros. Examinando las características de un reloj Page-Wootters ideal, identificó tres características necesarias: suficiente energía para rastrear la dinámica del sistema, aislamiento del ruido externo y capacidad de entrelazarse con lo que mide. Los agujeros negros cumplen los tres criterios.
Sus intensos campos gravitacionales los aíslan casi completamente, pero como demostró Stephen Hawking en la década de 1970, pueden entrelazarse con el exterior a través de pares de partículas cuánticas que se forman en su horizonte de sucesos. "Es un reloj perfecto", dice Verrucchi en una entrevista con Savitsky. "No puedes interactuar con él, pero al mismo tiempo, puedes estar entrelazado con él".
El grupo de Huber ahora diseña experimentos con sistemas cuánticos entrelazados, como nubes de átomos, que podrían imitar el mecanismo Page-Wootters en el laboratorio. Midiendo la entropía emitida por estos relojes, esperan responder preguntas fundamentales sobre si el tiempo fluye de manera continua o avanza a pequeños saltos, como la sucesión de fotogramas de una película.
