Vivimos en la superficie de un planeta poco masivo y nos movemos a velocidades extremadamente pequeñas. Gracias a ello nuestro día a día transcurre en el tranquilo mundo de la física newtoniana, mucho más predecible, monótono y aburrido que si nos encontrásemos en el entorno de un agujero de gusano moviéndonos a velocidades cercanas a la de la luz. En este caso la vida nos sorprendería con las extraordinarias consecuencias derivadas de la curvatura del espacio-tiempo, que podrían permitir algo tan intrigante como “el viaje en el tiempo”.
Vendría bien para enfrentarse a la pandemia de la Covid-19. Viajo al pasado, aíslo al paciente cero del coronavirus y evito que la pandemia se propague. Excelente. Pero al hacer eso en el futuro ya no hay pandemia de Covid-19. Si no hay pandemia, ¿para qué voy a viajar al pasado a evitar una enfermedad que no existe, sobre todo, si no sé ni cuándo ni donde empezó?
También puedo viajar al pasado para vengarme de mi abuela, una vieja gruñona verdaderamente insoportable que me amargó la infancia. Viajo hasta el momento en que nace mi abuela y la mato mientras solo es un bebé. Problema resuelto. Entonces mi abuela nunca pudo engendrar a mi madre. Y yo no existo. Pero si no existo, ¿cómo puedo viajar al pasado a matar a mi abuela?
En un mundo que llevase al límite la relatividad, los cuentos de Navidad serían muy diferentes.
Recreándonos a nosotros mismos
Se acerca el final del año 6893. La humanidad se prepara para celebrar la Nochebuena con la mayor expedición científica de la historia. Un centenar de investigadores fueron seleccionados para viajar al pasado. Intentarán desvelar los detalles de cómo surgieron los seres humanos de nuestra especie. Retroceden en el espacio-tiempo 300.000 años hasta una remota garganta africana donde se encontraron los más antiguos fósiles de nuestra especie. Los científicos llegan al lugar y a la zona prevista. Empiezan a buscar a nuestros ancestros. Por más que los buscan no hay ni rastro de ellos.
Como no consiguen encontrar el menor indicio de la humanidad, deciden volver a su época. Pero su máquina del tiempo no funciona en una zona en la que el espacio-tiempo transcurre en el tranquilo mundo de la física newtoniana. Están condenados a quedarse para siempre 300.000 años antes de su nacimiento. Entonces comprenden: ellos son los primeros seres humanos de nuestra especie.
En 1998, los expertos en Teoría de la Relatividad, J Richar Gott y L-X Li, publicaron en Physical Review un artículo titulado “Can the Universe Create Itself?”. En su interesante modelo relativista, el Universo del futuro viaja en el tiempo al pasado para originarse a si mismo. Matemáticamente es posible.
Navidad diferente
Y no solo eso. En un mundo con velocidades enormemente altas y en regiones extremadamente masivas, los cuentos de navidad pueden ser muchísimo más extremos.
En una Navidad futura, un joven desgraciado llamado Adán ahoga su pena en la barra de un bar. Solo el viejo barman, que también se llama Adán, charla con él. El joven Adán le cuenta su historia.
Nació siendo una niña a la que abandonaron a la puerta de un hospicio. La llamaron Eva y la criaron sin cariño en un internado muy duro. Eva aguantó, pero, aunque era una niña, en su interior se sentía un niño. Se vestía como chico y asumía un rol masculino. Eva tuvo muchos problemas por eso. Pero el tiempo pasó, creció y 5 años atrás, nada más cumplir los 18, se escapó una noche del hospicio.
Mientras Eva huía corriendo por un descampado, un joven se le acercó. Intentó ligar. Ella lo rechazó. No le gustaban los hombres. El joven no se conformó. Las cosas se torcieron y el desconocido terminó violándola.
Eva quedó embarazada. A los 9 meses dio a luz una niña. El parto vino mal y tuvieron que hacerle una cesárea. A la niña también la llamaron Eva.
Contra todo pronóstico un desconocido raptó a la Eva recién nacida, estando todavía en el hospital. Nunca más se supo de la recién nacida.
La joven Eva desarrolló tal fobia contra la violación y la pérdida de su hija que se decidió a cambiar de sexo. Se sometió a una cirugía de reconstrucción que le convirtió en un varón perfecto. En su época la medicina había avanzado tanto que utilizando una terapia de células madre consiguió ser un varón fértil. Fue cuando se cambió de nombre haciéndose llamar Adán.
Viajando en el tiempo
En ese momento, el viejo barman interrumpe la historia que le cuenta el joven desgraciado. Le dice que sabe dónde encontrar a quien la violó, convirtiéndose en el padre de su hija. El desgraciado joven Adán acepta.
El barman lo conduce hasta el patio trasero del bar donde tiene una máquina del tiempo. Los dos viajan 5 años y nueve meses al pasado. El barman deja allí al joven Adán. En ese momento el joven ve a una chica que corre por un descampado. Se acerca a ella. La chica es guapa. Le atrae con unas ganas incontrolables. Intenta ligar. La chica se llama Eva. Pero es una borde. Lo rechaza con desprecio. El joven Adán siente una rabia incontrolable. No se puede resistir y la viola.
Mientras tanto, el barman viaja 9 meses al futuro. Entra en un hospital y rapta a una recién nacida llamada Eva. Viaja 18 años hacia atrás en el tiempo y abandona a la recién nacida Eva a la puerta de un hospicio.
Después regresa junto al joven que acaba de violar a Eva. Lo lleva un par de años al futuro para que escape de la justicia. Allí le propone que monte un bar y le da dinero para hacerlo.
Con el tiempo, el joven Adán se termina convirtiendo en el barman Adán.
Como en este cuento de navidad, la teoría de la relatividad permite que uno viaje al pasado para convertirse, incluso, en su propia madre y su propio padre.
Entender el Universo es extremadamente difícil
Imagina que no sabes que existe el ajedrez. Te encargan que deduzcas sus leyes. Para ello, muy de vez en cuando, te permiten observar solamente un pequeño instante de una partida. No sabes cómo empezó, ni cuanto hace de ello, ni cómo o cuándo acabará.
Con el tiempo consigues averiguar que los peones se mueven hacia adelante de casilla en casilla. Seguramente llegarás a deducir que solo al principio de la partida los peones pueden mover dos casillas. Cuando descubras que los peones comen en diagonal, creerás que ya comprendes cómo funciona el mundo de los peones del ajedrez.
Entonces un día ves una partida en la que un peón llega al final del tablero y se transforma en reina. Nada de lo que habías observado hasta entonces te permitió ni siquiera intuir que algo así podía pasar.
La física clásica explica perfectamente nuestro pequeño mundo cotidiano. Es como el movimiento de los peones. Pero, cuando se empezó a desarrollar la Teoría de la Relatividad, los científicos sufrieron un impacto semejante al de nuestro observador de partida de ajedrez al descubrir que un peón puede transformarse en reina.
La física newtoniana, que aprendemos en el bachillerato y nos resulta familiar, explica bien cómo se mueven los coches, cómo flotan los barcos o cómo vuelan los aviones. Pero es incapaz de revelar qué es lo que ocurre con masas enormemente grandes, o cuando nos movemos a velocidades descomunales. Tampoco explica el mundo ultra-pequeño de las partículas subatómicas.
Ventana matemática
Por suerte, las matemáticas avanzadas nos permiten entrever por una ventana los mundos tan lejanos y exóticos -pero a su vez tan reales- de la relatividad o de la mecánica cuántica.
Pero las matemáticas necesarias para comprender la Teoría de la Relatividad son complejas. Sin embargo, podemos intentar hacernos una idea intuitiva de algunas de estas cosas.
Simplifiquemos las cosas al máximo imaginando solo el sistema Tierra – Luna, donde nuestro planeta se está quieto mientras la Luna da vueltas alrededor nuestra. Normalmente si pensamos en la Luna orbitando alrededor de la Tierra, la mayoría de nosotros tendrá una imagen como la que se representa a la izquierda (A) de la figura 1. Es una buena representación en el espacio. Pero falta el tiempo.
En lugar de solo representar en nuestros dibujos un plano con solo 2 dimensiones espaciales, podemos añadirle una dimensión temporal. Así en la parte central (B) de la figura 1 se representa lo misma Luna orbitando a la Tierra, pero contando con el tiempo.
Es como si se fuesen acumulando instantáneas unas encima de otras. Contando con el tiempo, la Tierra, que en nuestro modelo super-simplificado está quieta en el espacio, sigue una línea recta hacia arriba a medida que transcurre el tiempo. En cambio, la luna va trazando una línea helicoidal que completa una revolución en los 27 días, 7 horas y 43 minutos que tarda en trazar una órbita (revolución sideral) alrededor de la Tierra.
Si contamos con el tiempo, podemos visualizar más fácilmente trayectorias complejas en el tiempo, como la representada a la derecha (C) de la figura 1, donde la línea del universo hace un bucle en el tiempo para cruzarse con su propio pasado.
La matemáticas de la relatividad demuestran que hay varias maneras de que ocurran cosas como las que se representan en la figura 1C (y que permiten que pudieran cumplirse los anteriores cuentas de navidad de la teoría de la relatividad).
Trayectorias en el tiempo
Una de las más fáciles de entender son los taquiones. A medida que nos movemos más deprisa el tiempo pasa mas despacio. A la velocidad de la luz se detiene. Y si vamos aún más rápido el tiempo retrocede. Los taquiones, más rápidos que la luz, viajan hacia atrás en el tiempo.
Otra forma de viajar en el espacio-tiempo que se puede intuir fácilmente son los agujeros de gusano. Imagina que eres una pequeña oruga que está encima de una mesa en su parte central. Justo debajo tuya hay otra oruga a la que quieres visitar. Puedes emprender un largo viaje hasta el borde de la mesa y seguir por la superficie de abajo hasta el centro. Habrás tenido que andar aproximadamente un par de metros, uno por arriba y otro por abajo de la mesa, más los 4 centímetros de espesor de la mesa que recorriste por su borde. Pero si hubiese un agujero en el centro de la mesa que la perforase entera solo tendrías que recorrer los 4 centímetros de su espesor.
Hay otras maneras más complicadas, como los motores de distorsión.
Lo importante es que los viajes en el tiempo son posibles en las matemáticas de la relatividad.
Pero necesitamos velocidades muy grandes. De momento nuestras máquinas más rápidas, los cohetes espaciales, apenas consiguen viajar a una ínfima proporción de la velocidad de la luz. En ellas el tiempo va más despacio que para los que estamos con los pies en la Tierra.
El ruso Serguei Avdeyeev estuvo en órbita 748 días alrededor de la Tierra. Es un viajero del tiempo, pues cuando volvió a la Tierra era un cincuentavo de segundo más joven que si no hubiese viajado a esa velocidad. Viajar en el tiempo 1/50 segundos no es una gran hazaña.
Por algo se empieza
Sin embargo, para hacer agujeros de gusano y motores de distorsión, necesitamos masas miles de veces mayores que las del Sol (y algunas cosas como la llamada materia exótica, que no venden en Amazon).
No va a ser fácil. De momento nuestros viajes en el tiempo van a ser del orden de los de Serguei Avdeyeev, aunque ya hacemos que las partículas subatómicas del supercolisonador de hadrones tengan viajes más notables.
¿Tendremos tiempo de conseguirlo o nos extinguiremos antes de lograrlo?
Esa es una buena pregunta para un viajero del tiempo.
