¿Cómo construir una máquina del tiempo?
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Todo lo que necesitas es un agujero de gusano, el Gran Colisionador de Hadrones o un cohete que va muy, muy rápido
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"A través del agujero de gusano, el científico puede verse a sí mismo como era hace un minuto. Pero ¿y si nuestro científico utiliza el agujero de gusano de matar a su anterior auto? Ahora está muerto. Entonces, ¿quién hizo el disparo?
Hola. Mi nombre es Stephen Hawking. El físico, cosmólogo y algo de un soñador. Aunque no me puedo mover y tengo que hablar a través de un ordenador, en mi mente soy libre. Libre para explorar el universo y hacer las preguntas importantes, como: tiempo de viaje es posible? ¿Se puede abrir un portal al pasado o al encontrar un atajo hacia el futuro? ¿Se puede en última instancia, utilizar las leyes de la naturaleza para convertirse en maestros de tiempo a sí misma?
Viaje en el tiempo una vez fue considerado herejía científica. Yo solía evitar hablar de ello por temor a ser calificados de una manivela. Pero en estos días no estoy tan prudente. De hecho, yo soy más como la gente que construyó Stonehenge. Estoy obsesionado por el tiempo. Si tuviera una máquina del tiempo que me visite Marilyn Monroe en la flor o la caída en el Galileo volvió su telescopio hacia el cielo. Tal vez yo incluso viajar al fin del universo para descubrir cómo nuestra historia cósmica todo termina.
Para ver cómo esto podría ser posible, tenemos que mirar el tiempo como los físicos - en la cuarta dimensión. No es tan difícil como parece. Todo escolar sabe que atenta todos los objetos físicos, ni siquiera yo en mi silla, existen en tres dimensiones. Todo tiene una anchura y una altura y una longitud.
Pero hay otra clase de longitud, una longitud en el tiempo. Mientras que un ser humano puede sobrevivir durante 80 años, las piedras de Stonehenge, por ejemplo, han resistido durante miles de años. Y el sistema solar tendrá una duración de miles de millones de años. Todo tiene una longitud en el tiempo, así como el espacio. Viajando en el tiempo significa viajar a través de esta cuarta dimensión.
Para ver lo que esto significa, imaginemos que estamos haciendo un poco de la normalidad, los viajes en coche todos los días. Drive, en una línea recta y usted se dirige en una dimensión. Gire a la derecha oa la izquierda y añade la segunda dimensión. Sube o baja un camino de montaña y llena de curvas que se suma la altura, por lo que viaja en las tres dimensiones. Pero, ¿cómo en la Tierra podemos viajar en el tiempo? ¿Cómo encontrar un camino a través de la cuarta dimensión?
Vamos a disfrutar de un poco de ciencia ficción por un momento. Viaje en el tiempo películas ofrecen a menudo una vasta máquina, ávido de energía. La máquina crea un camino a través de la cuarta dimensión, un túnel a través del tiempo. Un viajero en el tiempo, un valiente, quizá individuo temerario, preparado para quién sabe qué, entra en el túnel del tiempo y emerge quién sabe cuándo. El concepto puede ser exagerado, y la realidad puede ser muy diferente de esto, pero la idea en sí no es tan loco.
Los físicos han estado pensando acerca de los túneles en el tiempo también, pero nos encontramos en él desde un ángulo diferente. Nos preguntamos si los portales al pasado o al futuro siempre podría ser posible dentro de las leyes de la naturaleza. Como resultado, creemos que son. Es más, incluso hemos dado un nombre: agujeros de gusano. La verdad es que los agujeros de gusano están a nuestro alrededor, sólo que son demasiado pequeñas para verlas. Los agujeros de gusano son muy pequeñas. Se encuentran en rincones y grietas en el espacio y el tiempo. Puede resultar un concepto difícil, pero quédate conmigo.
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Un agujero de gusano es un teórico "túnel" o un acceso directo, predicho por la teoría de Einstein de la relatividad, que une dos lugares en el espacio-tiempo - visualizado anteriormente como el contorno de un mapa en 3-D, donde la energía negativa atrae espacio y el tiempo en la boca de un túnel, que surgen en otro universo. Permanecen sólo hipotética, ya que obviamente nadie ha visto uno, pero se han utilizado en películas como conductos para viajar en el tiempo - en la serie Stargate (1994), por ejemplo, con la participación túneles cerrada entre los universos, y en Time Bandits (1981), donde su emplazamientos se muestran en un mapa celeste.
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Nada es plana o sólida. Si se mira con suficiente atención a todo lo que encontrarás en los agujeros y las arrugas en él. Es un principio físico básico, y que incluso se aplica a tiempo. Incluso algo tan suave como una bola de billar tiene diminutas grietas, arrugas y huecos. Ahora es fácil demostrar que esto es cierto en los primeros tres dimensiones. Pero confía en mí, también es cierto de la cuarta dimensión. Hay grietas pequeñas, las arrugas y los huecos en el tiempo. Abajo en las escalas más pequeñas, incluso menores que las moléculas más pequeñas que los átomos, se llega a un lugar llamado la espuma cuántica. Aquí es donde existen los agujeros de gusano. Pequeños túneles o accesos directos a través del espacio y el tiempo de forma constante, desaparecen, y la reforma dentro de este mundo cuántico. Y realmente unir dos lugares separados y dos diferentes tiempos.
Desafortunadamente, estos túneles del tiempo de la vida real son sólo un mil millones de billones de billonésima de un centímetro de diámetro. Demasiado pequeña para un ser humano para pasar a través -, pero aquí es donde el concepto de máquinas del tiempo agujero de gusano es líder. Algunos científicos piensan que puede ser posible la captura de un agujero de gusano y agrandarlo trillones de veces para que sea lo suficientemente grande para un ser humano o incluso una nave espacial para poder ingresar.
Teniendo en cuenta la potencia suficiente y la tecnología avanzada, tal vez un agujero de gusano gigante, incluso se podrían construir en el espacio. No estoy diciendo que se puede hacer, pero si se pudiera, sería un dispositivo verdaderamente notable. Uno de los extremos podría estar aquí cerca de la Tierra, y el otro lejos, muy lejos, cerca de algún planeta lejano.
En teoría, un túnel del tiempo o agujero de gusano podría hacer aún más que nos llevan a otros planetas. Si ambos extremos se encontraban en el mismo lugar, y separados por el tiempo en lugar de la distancia, una nave podía volar y salir aún cerca de la Tierra, pero en el pasado distante. Tal vez los dinosaurios serían testigos del buque procedente de un aterrizaje.
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El más rápido del vehículo tripulado de la historia fue Apolo 10. Se llegó a 25.000 kilómetros por hora. Sin embargo, para viajar en el tiempo vamos a tener que ir a más de 2.000 veces más rápido
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Ahora, me doy cuenta de que pensar en cuatro dimensiones no es fácil, y que los agujeros de gusano son un concepto difícil de envolver su cabeza alrededor, pero se bloquea allí. He pensado en un sencillo experimento que podría revelar si el tiempo de viaje humano a través de un agujero de gusano es posible ahora, o incluso en el futuro. Me gusta experimentos sencillos, y el champán.
Así que he combinado dos de mis cosas favoritas para ver si el tiempo de viaje desde el futuro para el pasado es posible.
Imaginemos que estoy organizando una fiesta, una recepción de bienvenida para los viajeros en el tiempo futuro. Pero hay un giro. No voy a permitir que nadie sabe de él hasta después de la fiesta que ha sucedido. He elaborado una invitación dar las coordenadas exactas en tiempo y espacio. Espero ejemplares de la misma, de una forma u otra, será de alrededor durante miles de años. Tal vez un día a alguna persona en el futuro se encuentra la información sobre la invitación y el uso de una máquina del tiempo agujero de gusano que volver a mi fiesta, demostrando que los viajes, por ello, un día, debería ser posible.
Mientras tanto, mis invitados viajero del tiempo debería llegar en cualquier momento. Cinco, cuatro, tres, dos, uno. Pero como digo esto, nadie ha llegado. ¡Qué vergüenza. Tenía la esperanza de por lo menos en una futura Miss Universo iba a paso a través de la puerta. Así que ¿por qué no el experimento funciona? Una de las razones podría ser debido a un problema bien conocido con el tiempo de viaje al pasado, el problema de lo que llamamos paradojas.
Las paradojas son divertidas en qué pensar. El más famoso es generalmente denominado la paradoja del abuelo. Tengo una nueva versión, más sencilla que yo llamo la paradoja de científico loco.
No me gusta la manera como los científicos en las películas se suelen describir como loco, pero en este caso, es cierto. Este capítulo está dedicado a crear una paradoja, aunque le cueste la vida. Imagine, de alguna manera, él ha construido un agujero de gusano, un túnel del tiempo que se extiende a un minuto en el pasado.
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Hawking en una escena de Star Trek con invitados a la cena del pasado y el futuro: (de izquierda) Albert Einstein, de datos e Isaac Newton.
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A través del agujero de gusano, el científico puede verse a sí mismo como era hace un minuto. Pero ¿y si nuestro científico utiliza el agujero de gusano de matar a su anterior auto? Ahora está muerto. Entonces, ¿quién hizo el disparo? Es una paradoja. Simplemente no tiene sentido. Es el tipo de situación que se da pesadillas cosmólogos.
Este tipo de máquina del tiempo violaría una norma fundamental que rige el universo entero - que hace que suceda antes de los efectos, y nunca al revés. Creo que las cosas no pueden hacerse imposible. Si ellos podrían no habría nada para detener el universo entero caiga en el caos. Así que creo que algo siempre va a pasar que evita la paradoja. De alguna manera tiene que haber una razón por la cual nuestro científico nunca se encontrará en una situación en la que podía disparar. Y en este caso, lo siento decir, el propio agujero de gusano es el problema.
Al final, creo que un agujero de gusano como este no puede existir. Y la razón de que es la retroalimentación. Si alguna vez has ido a un concierto de rock, es probable que reconocen este ruido chirriante. Es la retroalimentación. ¿Qué causa es simple. Sonido entra en el micrófono. Se transmite por los cables, hizo más fuerte por el amplificador y sale por los altavoces. Pero si mucho del sonido de los altavoces se remonta en el micro que da vueltas y vueltas en un circuito cada vez más fuerte cada vez. Si nadie lo detiene, la retroalimentación puede destruir el sistema de sonido.
Lo mismo ocurrirá con un agujero de gusano, sólo con radiación en vez del sonido. Tan pronto como el agujero de gusano se expande, la radiación natural entrará en él, y terminan en un bucle. La respuesta llegará a ser tan fuerte que destruye el agujero de gusano. Así que, aunque pequeños agujeros de gusano existen, y puede ser posible para inflar una algún día, no va a durar lo suficiente como para ser de utilidad como una máquina del tiempo. Esa es la verdadera razón por la que nadie podía volver a tiempo para mi partido.
Cualquier tipo de tiempo de viaje al pasado a través de agujeros de gusano o cualquier otro método es probablemente imposible, de lo contrario se produciría paradojas. Así que por desgracia, parece que el tiempo de viaje al pasado no es nunca va a suceder. Una decepción para los cazadores de dinosaurios y un alivio para los historiadores.
Pero la historia no ha terminado todavía. Esto no tiene nada imposible viajar en el tiempo. Yo sí creo en viajes en el tiempo. Viaje en el tiempo hacia el futuro. El tiempo fluye como un río y parece como si cada uno de nosotros se lleva sin tregua a lo largo por la corriente del tiempo. Pero el tiempo es como un río de otra manera. Fluye en esta? Reprodujeron distintas velocidades en esta? Reprodujeron distintas lugares y esa es la clave para viajar en el futuro. Esta idea fue propuesta por primera vez por Albert Einstein hace más de 100 años. Se dio cuenta de que debe haber lugares donde el tiempo se ralentiza, y otros donde el tiempo se acelera. Tenía toda la razón. Y la prueba está justo encima de nuestras cabezas. Hasta en el espacio.
Este es el Sistema de Posicionamiento Global, o GPS. Una red de satélites en órbita alrededor de la Tierra. Los satélites de navegación por satélite que sea posible. Pero también revelan que el tiempo corre más rápido en el espacio de lo que se establecen en la Tierra. Dentro de cada nave es un reloj muy preciso. Pero a pesar de ser tan exacta, que toda ganancia en torno a un tercio de una billonésima parte de un segundo todos los días. El sistema tiene que corregir la deriva, de lo contrario que la pequeña di? Ferencias podría alterar todo el sistema, haciendo que todos los dispositivos GPS en la Tierra para salir por unos seis kilómetros al día. Usted puede imaginar el caos que ello causa.
El problema no radica en los relojes. Corren rápido porque el tiempo se ejecuta más rápido en el espacio que se establecen a continuación. Y la razón de esta extraordinaria e? Ffect es la masa de la Tierra. Einstein se dio cuenta que la materia se prolonga en el tiempo y hace más lento hacia abajo como la parte lenta de un río. Cuanto más pesado sea el objeto, cuanto más se prolonga el 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, 26.000 años luz de nosotros, se encuentra el objeto más pesado en la galaxia. Es un agujero negro supermasivo que contiene la masa de cuatro millones de soles aplastado en un solo punto por su propia gravedad. Cuanto más se acerque al agujero negro, más fuerte es la gravedad. Obtener muy cerca y ni siquiera la luz puede escapar. Un agujero negro como éste tiene una dramática e? Ffect a tiempo, disminuyendo hacia abajo mucho más que cualquier otra cosa en la galaxia. Eso hace que sea una máquina del tiempo natural.
Me gusta imaginar cómo una nave espacial podría ser capaz de tomar ventaja de este fenómeno, por la orbitan. Si una agencia espacial estaba controlando la misión desde la Tierra habían observar que cada órbita completa duró 16 minutos. Pero para la gente valiente a bordo, cerca de este objeto masivo, el tiempo sería más lento. Y aquí el correo? Ffect sería mucho más extremo que la atracción gravitacional de la Tierra. el tiempo de la tripulación se desaceleró a la mitad. Por cada órbita de 16 minutos, sólo la experiencia que habían ocho minutos de tiempo.
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Dentro del Gran Colisionador de Hadrones
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Alrededor de este lugar y alrededores se iban, experimentando sólo la mitad del tiempo de todas las personas lejos del agujero negro. El barco y su tripulación estaría viajando a través del tiempo. Imagine que la vuelta al agujero negro de cinco de sus años. Diez años pasarían a otra parte. Al llegar a casa, todos en la Tierra habría envejecido cinco años más de lo que había.
Así que un agujero negro supermasivo es una máquina del tiempo. Pero, por supuesto, no es exactamente la práctica. Tiene ventajas sobre los agujeros de gusano, ya que no provoca paradojas. Además de que no se destruirá a sí mismo en un destello de retroalimentación. Pero es muy peligroso. Es muy lejos y ni siquiera nos lleva muy lejos en el futuro. Afortunadamente hay otra forma de viajar en el tiempo. Y esto representa nuestra última y mejor esperanza de construir una máquina del tiempo real.
Sólo tienes que viajar muy, muy rápido. Mucho más rápido incluso que la velocidad necesaria para evitar ser arrastrada hacia un agujero negro. Esto se debe a otro hecho extraño en el universo. Hay un límite de velocidad cósmica, 186.000 millas por segundo, también conocida como la velocidad de la luz. Nada puede superar esa velocidad. Es uno de los mejores principios establecidos en la ciencia. Lo creas o no, viajando a casi la velocidad de la luz te transporta al futuro.
Para explicar por qué, vamos a soñar con un sistema de transporte de ciencia ficción. Imagine una pista que va a la derecha alrededor de la Tierra, una pista para un tren ultrarrápido. Vamos a usar este tren imaginario para acercarse lo más posible a la velocidad de la luz y ver cómo se convierte en una máquina del tiempo. A bordo son pasajeros con un billete de ida hacia el futuro. El tren comienza a acelerar, más rápido y más rápido. Pronto es que circunda la Tierra una y otra vez.
Para acercarse a la velocidad de la luz que rodea la Tierra significa muy rápido. Siete veces por segundo. Pero no importa cuánto poder tiene el tren, que nunca puede alcanzar la velocidad de la luz, ya que las leyes de la física lo prohíben. En su lugar, podemos decir que se acerca, apenas por debajo de esa velocidad máxima. Ahora sucede algo extraordinario. El tiempo empieza a fluir lentamente a bordo en relación con el resto del mundo, al igual que cerca del agujero negro, pero más todavía. Todo en el tren está en movimiento lento.
Esto ocurre para proteger el límite de velocidad, y no es difícil ver por qué. Imagínese un niño corriendo delante el tren. Su velocidad de avance se suma a la velocidad del tren, así que no podía romper el límite de velocidad, simplemente por accidente? La respuesta es no. Las leyes de la naturaleza de evitar la posibilidad de ralentizar el tiempo a bordo.
Ahora no puede correr lo suficientemente rápido para romper el límite. El tiempo siempre se desacelerará sólo lo suficiente para proteger el límite de velocidad. Y a partir de ese hecho viene la posibilidad de viajar durante muchos años en el futuro.
Imaginemos que el tren dejó la estación de 1 de enero de 2050. Es la Tierra círculos una y otra vez durante 100 años antes de finalmente llegar a un alto el Día de Año Nuevo, 2150. Los pasajeros sólo tendrán que vivió una semana porque el tiempo se ralentiza mucho el interior del tren. Cuando salieron se iba a encontrar una esta muy? Reprodujeron distintas mundo desde el que habían dejado. En una semana que habían viajado 100 años en el futuro. Por supuesto, la construcción de un tren que podía llegar a esa velocidad es casi imposible. Sin embargo, hemos construido algo muy parecido al tren en el acelerador de partículas más grande del mundo en el CERN en Ginebra, Suiza.
El subterráneo profundo, en un túnel circular de 16 millas de largo, es un flujo de miles de millones de pequeñas partículas. Cuando la máquina está encendida que acelerar de cero a 60.000 kilómetros por hora en una fracción de segundo. Aumentar la potencia y las partículas van cada vez más rápido, hasta que estén zumbando alrededor del túnel 11.000 veces por segundo, que es casi la velocidad de la luz. Pero al igual que el tren, no terminan de llegar a esa velocidad máxima. Sólo pueden llegar al 99,99 por ciento del límite. Cuando esto sucede, ellos también comienzan a viajar en el tiempo. Sabemos esto porque de algunas partículas muy corta duración, llamadas mesones pi-. Por lo general, se desintegran después de sólo 25 mil millonésimas de segundo. Pero cuando son acelerados a velocidades cercanas a la luz que duran 30 veces más.
Es así de simple. Si queremos viajar hacia el futuro, sólo tenemos que ir rápido. Realmente rápida. Y creo que la única manera que estamos siempre propensos a hacerlo es ir al espacio. El más rápido del vehículo tripulado de la historia fue Apolo 10. Se llegó a 25.000 kilómetros por hora. Sin embargo, para viajar en el tiempo vamos a tener que ir a más de 2.000 veces más rápido. Y para hacer eso que íbamos a necesitar un barco más grande, una máquina realmente enorme. El barco tendría que ser lo suficientemente grande como para llevar una gran cantidad de combustible, lo suficiente como para acelerar hasta casi la velocidad de la luz. Cómo llegar a justo por debajo del límite de velocidad cósmica se necesitarían seis años completos a plena potencia.
La aceleración inicial sería suave porque el barco sería tan grande y pesado. Pero poco a poco se cogía velocidad y pronto estaríamos cubriendo distancias enormes. En una semana, habría llegado a los planetas exteriores. Después de dos años que le alcance la velocidad media luz y estar fuera de nuestro sistema solar. Dos años más tarde sería viajando a 90 por ciento de la velocidad de la luz. Alrededor de 30 billones de kilómetros de la Tierra, y cuatro años después de su lanzamiento, la nave comenzará a viajar en el tiempo. Por cada hora de tiempo en el barco, dos pasaría en la Tierra. Una situación similar a la nave espacial que órbita alrededor del agujero negro masivo.
Después de dos años de empuje completo de la nave llegaría a su velocidad máxima, el 99 por ciento de la velocidad de la luz. A esta velocidad, un solo día a bordo de un año de tiempo de la Tierra. Nuestra nave sería realmente volar hacia el futuro.
La disminución del tiempo tiene otro beneficio. Eso significa que podría, en teoría, recorrer distancias extraordinarias dentro de una sola vida. Un viaje al borde de la galaxia tendría sólo 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. En caso de agujeros de gusano diminutos existen a nuestro alrededor. Y donde, en última instancia, podemos utilizar nuestra comprensión de la física para convertirse en verdaderos viajeros a través de la cuarta dimensión.