Cómo serán los viajes a través del tiempo (página 2)

Viajar en el Tiempo ¿Para
qué?

Aún podríamos preguntar: ¿por qué
querríamos "viajar en el tiempo"? ¿Para qué?
La pregunta podrá parecer obvia, pero responderla nos
remonta a aquello que, inexorablemente, impulsará el
desarrollo de las expediciones hacia el pasado o al futuro: la
motivación profunda de nuestra idiosincrasia occidental
moderna; nuestro temperamento "fáustico".

No es infrecuente que nos arrepintamos de las malas decisiones
que un día tomamos y, por cuyas consecuencias, nos
lamentamos ahora. En esta época, en que es común
creer que la vida la construimos nosotros mismos y es, en buena
parte, fruto de nuestras acciones, cargamos una gran mochila a
nuestras espaldas; un peso sin duda mayor que el soportado por
nuestros ancestros: los antiguos hindúes creyentes en el
karma de la reencarnación, o los clásicos griegos
ante la adversidad de su destino. Nosotros, los "modernos", en
cambio, disponemos de pocas excusas: lo que nos toca vivir es
vivido como consecuencia de lo que hemos hecho o de lo que
dejamos de hacer. Qué tan bien nos va en los estudios,
qué tan bien remunerado es el trabajo en el que nos
quedamos, qué tan bien nos llevamos con la pareja que
escogimos, qué tan buenos son nuestros hijos e, inclusive,
qué tan asegurada se encuentre nuestra vejez, son todas
cosas que parecen ser el resultado de lo buenas o malas que han
sido nuestras decisiones pasadas. Estimamos que somos
lo que hemos hecho de nosotros mismos; que nuestra vida es
hija del ejercicio de nuestra libertad absoluta. Y que el
presente es resultado del pasado que edificamos con nuestras
elecciones, de modo que todo aquello que nos toca padecer se nos
presenta como consecuencia de una opción nuestra y, en
definitiva, como nuestra responsabilidad.

Esta creencia general sobre la "libertad absoluta" y la
abrumadora responsabilidad que nos acarrea lo ya decidido,
constituye un hecho cultural significativo: no sólo
explica la fuente del "malestar" que invade a la persona moderna,
en tanto más ajena está a convicciones religiosas o
supersticiones que le permitan responsabilizar a Dios o a la
Cábala de sus desventuras. Explica también el valor
prioritario, desmesurado, que se atribuye en el presente a todo
lo relacionado con la técnica moderna, la
ingeniería, la eficiencia y la evaluación por
resultados; vale decir: todo lo que nos permita asegurar que las
decisiones que tomaremos serán certeras y óptimas,
que no habrá errores que, en el futuro, tengamos que
lamentar. Por supuesto, es un hecho que ni la mejor de las
técnicas es infalible. Ello es lo que impulsa al
desarrollo de más y mejores técnicas… Y es,
también, lo que nos lleva a pensar que uno de los frentes
que la técnica, ineludiblemente, intentará abarcar,
será el escenario en donde se producen los errores:
el pasado.

Pero… ¿Puede retornarse al pasado? En el sentido
más claro que quepa expresarlo: ¿puede volverse a
los hechos ya acontecidos, y modificarlos de modo de poder
enmendar los "errores" cometidos, las decisiones ya tomadas, a
cuyas consecuencias normalmente no nos queda sino resignarnos?
Contra cualquier escepticismo ante tan fantástica
posibilidad, hay que escuchar lo que la Física, madre de
la mayor parte de las técnicas que sostienen nuestro mundo
contemporáneo, tiene que decir al respecto.

El
concepto físico de tiempo

Henri Bergson, filósofo del siglo antepasado, se
quejaba, no sin razón, de que los físicos
entendían el tiempo desde un punto de vista "espacial",
olvidándose así de la verdadera experiencia que
tenemos de él, como una "duración". De
hecho, siempre que medimos el tiempo lo hacemos
comparándolo con magnitudes espaciales, ya sea el
recorrido de las manecillas del reloj o la escala numérica
de las coordenadas en el diagrama cartesiano. La
distinción que hizo Bergson entre "la cuenta del tiempo" y
"la vivencia de la duración" no es sino la
distinción entre el tiempo objetivo y el tiempo
subjetivo; entre el tiempo que hemos reducido a
números, y el tiempo tal cual lo vivenciamos. Y esta
distinción no es ociosa, pues, aprecia claramente que el
tiempo subjetivo de, por ejemplo, una espera, transcurre
más lento cuando se está ansioso o aburrido que
cuando no, pudiendo ser, sin embargo, el mismo tiempo medido
objetivamente con un reloj. Si cada día esperamos el metro
durante quince minutos, la duración subjetiva de ese mismo
intervalo de tiempo no será la misma cuando nada nos apura
que cuando deseamos con urgencia llegar a destino. Sin embargo,
por más precisa que haya resultado esta
observación, lo cierto es que el tiempo no puede ser
entendido en términos científicos (y, por ende, en
términos que pudieran hacer posible su manipulación
técnica) de otra manera que no sea "una forma del espacio"
o, dicho de otro modo, de "una forma geométrica".

La
relatividad del tiempo

El concepto "objetivo" de tiempo, geometrizado en el sistema
de coordenadas cartesiano, permitió desarrollar toda la
Física clásica y, por ende, sostiene todas las
técnicas en base a las cuales se ha construido el mundo
moderno. Pero la Teoría de la Relatividad
proporcionó a esta concepción geométrica
clásica del tiempo un grado superior de refinamiento. En
ella, el espacio y el tiempo son aspectos particulares de una
estructura conceptual única, denominada "espacio-tiempo".
En esta estructura geométrica, el espacio y el tiempo
aparecen "mezclados" en diferentes proporciones para cada
observador, según la velocidad que lleve uno respecto del
otro. Entre más rápido se mueva uno de los
observadores, el que está detenido con respecto a
él verá su longitud más contraída y
el transcurso de sus acontecimientos más lento. Por su
parte, el que se mueve verá su espacio y su tiempo propios
totalmente normales y alterados los del observador del cual se
aleja. Esta relatividad del tiempo es un hecho confirmado
desde hace décadas, por la prolongación de la "vida
media" observada en partículas aceleradas y por el
ínfimo pero mensurable retraso que sufren los relojes
atómicos colocados en órbita o a bordo de vuelos
transcontinentales. Y es un hecho que arroja los primeros
indicios de un posible control técnico sobre el
aparentemente inexorable transcurso del tiempo. Si la velocidad
retarda el tiempo, entonces disponemos de un mecanismo
útil para manejarlo cuando menos en ese grado. La
literatura de ciencia ficción ha abundado en aplicaciones
semejantes, poniendo en evidencia las primeras paradojas que se
suscitarían cuando la tecnología permita a los
vehículos espaciales alcanzar fracciones considerables de
la velocidad de la luz. Una de las más notables es la que
enfrentarían los hijos de un cosmonauta que fuera enviado
a un viaje espacial a altas velocidades. Vuelto el transcurso de
su tiempo propio más lento por la velocidad, el cosmonauta
envejecería también más lento que sus
hijos… ¡pudiendo, inclusive, regresar más
joven que ellos!

La relatividad del tiempo es una consecuencia directa del
llamado "principio de invarianza" de la velocidad de la luz (el
cual establece que la velocidad de la luz es la misma para
todos los observadores o sistemas de referencia que se muevan
unos respecto a otros). Siendo, así, una constante
fundamental de la Naturaleza, ningún objeto puede moverse
más rápido, ni ningún acontecimiento puede
ocurrir más velozmente que la luz. Las ecuaciones
relativistas reflejan esta prohibición mostrando que la
masa de los objetos aumenta a medida que éstos incrementan
su velocidad, tendiendo a volverse infinita si se alcanzara la
velocidad de la luz. Por supuesto, una masa infinita es un
absurdo en Física; significaría que la
teoría ha fallado. Esto quiere decir que la validez de
esta teoría depende de que no puedan observarse nunca
fenómenos que sean más rápidos que la luz.
Hasta ahora, eso no ha ocurrido. Por el contrario, la
teoría, lejos de encontrarse con hechos que la
contradigan, ha permitido explicar muchos más.

Puede que la Física moderna haya descubierto un
límite a la velocidad que es posible alcanzar. Pero este
mismo límite es el que hace posible concebir el tiempo de
manera que sea pensable viajar a través de él.

Aceptada la validez universal del "Principio de Invarianza",
ello implica que los acontecimientos que ocurran en el universo
no siempre pueden influirse causalmente. Cualquier tipo de
acción que yo realice sólo puede afectar al futuro
de los seres u objetos que estén al alcance de un rayo de
luz. Todo lo que esté más allá, se
salvará de mi influencia. La evolución y el
ámbito de influencia causal de una persona o un objeto en
el espacio-tiempo pueden representarse mediante "líneas de
universo". Una "línea de universo" está construida
por una gráfica espacio-temporal de dos coordenadas
espaciales, cuyo origen se hace avanzar a lo largo de la tercera
coordenada, que es la sucesión del tiempo. Por delante del
origen, y en la dirección del tiempo, hay un "cono de
luz", que representa la región "futura" que puede ser
afectada causalmente por el objeto o persona situado en el
origen. Entretanto, todos los puntos del espacio-tiempo que se
encuentran fuera del cono de luz están fuera del alcance
de influencia (ver fig. 1).

Cómo
volver al pasado

La mayoría de estos conceptos pertenecen a la primera
parte del trabajo llevado a cabo por Albert Einstein hasta 1905,
el que se conoce como "Teoría de la Relatividad Especial".
Pero este trabajo sólo significaba una extensión de
parte de la Mecánica clásica, cuyos principios
fueron establecidos por Newton tres siglos antes. Faltaba
incorporar en esta extensión a la fuerza de gravedad, de
un modo compatible con el "Principio de Invarianza", tarea que
fue culminada exitosamente por el genio en 1916 y que
llegó a ser conocida como "Teoría General de la
Relatividad". En ella, la gravedad aparece descrita como
resultado de la "curvatura" que producen las masas de los
planetas y estrellas en el espacio-tiempo que los rodea.
Así, los cuerpos más "livianos" son atraídos
por los más "pesados" debido a que éstos
hunden más el espacio-tiempo, provocando la
caída de aquellos en semejantes hondonadas. Entre
más masivo es el cuerpo, más profunda es la
hondonada espacio-temporal que produce y más intensa la
fuerza gravitacional que genera en su entorno. Y, por supuesto,
semejante distorsión del espacio-tiempo de un observador
que cae acelerando en un campo gravitacional como aquél,
está sujeta a todos los efectos relativistas de
contracción espacial, dilatación temporal e
incremento de la masa, descritos por la Relatividad Especial (ver
fig. 2).

Esta teoría de la gravedad fue diseñada por
Einstein en base a un contexto matemático especial: la
geometría "no euclídea", desarrollada por Bernhard
Riemann (1826-1866). No es la geometría "recta" de tres
dimensiones espaciales, que se nos enseña en el colegio, y
cuya primera axiomatización se la debemos al
matemático griego Euclides. En ella, bastan las tres
coordenadas convencionales para definir el espacio: largo, ancho
y alto. La geometría de Riemann, en cambio, es
tetradimensional; vale decir, describe las tres dimensiones
espaciales conocidas y la dimensión temporal más
una dimensión adicional. El espacio-tiempo así
definido es "curvo", de modo tal que se pueden describir en
él las "hondonadas" provocadas por las masas, a
través de operadores matemáticos llamados
"tensores".

Para simplificar, supongamos que el espacio-tiempo es "plano";
es decir, que sólo tiene dos dimensiones: longitud y
tiempo. En principio, es posible hundir este plano a lo largo de
una tercera dimensión, y estirarlo hasta conectarlo con
otra región del mismo plano. Si una persona transitara a
lo largo del túnel formado por este estiramiento,
sufriría durante su tránsito todos los efectos
relativistas descritos (contracción espacial,
dilatación temporal), pero necesariamente, acabaría
reapareciendo en el plano, en una región del tiempo que
podría estar ubicada ¡antes del momento en que
partiera! (ver fig. 3). Tal situación
hipotética es equivalente en el caso del espacio-tiempo en
el que nos movemos: en principio, podría practicarse un
estiramiento de las tres dimensiones conocidas de nuestro
espacio clásico hacia una cuarta dimensión
espacial, formando a través de ésta un túnel
que podría conectarnos con una región
espacio-temporal de nuestro pasado.

Los
"hoyos negros" cósmicos como "máquinas del
tiempo"

Ahora bien: ¿qué es lo que podría
provocar un estiramiento suficiente en el espacio-tiempo,
como para producir un túnel semejante? En principio,
podría ser la gravedad; un campo gravitacional lo
suficientemente intenso. De hecho, hay numerosas observaciones
astronómicas de ciertos objetos estelares que emiten
grandes cantidades de rayos X. Al aplicar a estos objetos los
cálculos basados en la Relatividad General, se ha llegado
a la conclusión de que se trataría de verdaderos
"hoyos negros", en los que el campo gravitacional es tan fuerte
que nada, ni siquiera la veloz luz, puede escaparse de él.
El flujo masivo de rayos X que los delata generalmente emana de
la materia de estrellas cercanas, a medida que son violentamente
succionadas. Un "hoyo negro" se produce cuando se acumula una
enorme cantidad de masa en una región relativamente
pequeña. Esto suele ocurrirle a estrellas muy grandes, por
lo menos unas diez veces mayores que la masa del Sol. En cierta
etapa de su evolución, una vez que ha agotado su
combustible nuclear, deja de emitir su intensa radiación.
Y, como ya nada equilibra el inmenso peso de su materia,
ésta se desploma, contrayéndose gradualmente por su
propia gravedad y desapareciendo literalmente en este agujero de
espacio-tiempo, en un punto denominado "singularidad". No sabemos
qué fenómenos le ocurren a la materia o a la luz
que es tragada en la singularidad. Se trata de un lugar imposible
de describir, puesto que todos los parámetros de la
Física se vuelven en él infinitos o inconsistentes
(lo cual indica que, allí, los conceptos de la Relatividad
General son insuficientes y hace falta otra teoría para
poder estudiarla).

A pesar del enorme parecido que tienen los "hoyos negros"
cósmicos con los túneles espacio-temporales que
permite proponer la teoría, no es muy serio
identificarlos. Hay que tomar en cuenta ciertas diferencias. En
primer lugar, nada indica que un "hoyo negro" tenga una
salida en algún otro lugar del espacio-tiempo, y no
se ha observado nunca un objeto estelar parecido que expela
materia y energía en lugar de absorberla. En segundo
lugar, dentro de ellos, la fuerza gravitacional tiende a hacerse
infinita, lo que hace temer que, sea lo que sea lo que caiga en
su interior, acabe perdiendo todas sus propiedades físicas
originales (literalmente, acabe "destruyéndose"). Por
supuesto, este abrupto final del viaje en el corazón de la
singularidad de un "hoyo negro" no obsta para que estos
misteriosos objetos consigan antes arrastrar la relatividad del
tiempo hasta consecuencias extremas. Así, un observador
que cayese en un "hoyo negro" mostraría un creciente
letargo en sus movimientos. Sus procesos se apreciarían
cada vez con mayor lentitud hasta detenerse del todo, justo en el
punto en que su caída alcanzase el denominado "horizonte
de sucesos". En esta región límite (en la que la
velocidad de escape de la radiación luminosa de la
estrella colapsada es igual a la velocidad de atracción
que ejerce la fuerza gravitacional), para un observador distante,
el observador que cae queda como "congelado" en un instante
eterno. Sin embargo, el no apreciará nada extraño
en su tiempo propio… Por lo menos, no hasta el momento en
que llegue a la singularidad y termine aplastado y desintegrado
por la intensísima gravedad que allí reina.

En resumen, pese a lo sugestivos que resultan, todo parece
indicar que los "hoyos negros" cósmicos no nos sirven como
pasillos a través del tiempo. Su existencia señala
sí una falla fundamental de la Relatividad General, cuando
los fenómenos físicos de escalas estelares se
transforman en fenómenos que acontecen en escalas muy
pequeñas, del tamaño del átomo, o incluso,
inferiores (que es lo que ocurre cuando una estrella masiva
colapsa en una singularidad puntual). Lo que sucede en estos
rangos subatómicos sólo puede ser descrito por los
postulados de la Física Atómica, mejor conocida
como "Mecánica Cuántica".

Principios físicos del viaje
trans-temporal

Lo primero que salta a la vista es que la concepción de
la "energía" en la Mecánica Cuántica es
radicalmente diferente de la concepción relativista.
Recordemos que una de las aportaciones fundamentales de la
Relatividad es la identificación de la energía con
la masa de los cuerpos, multiplicada por el cuadrado de la
velocidad de la luz, "c". Es decir, lo expresado por la conocida
ecuación:

E = m · c2

Entonces, decir que "la masa de los cuerpos curva el
espacio-tiempo" es lo mismo que asumir que es el contenido de
energía gravitacional lo que tuerce una
región del espacio-tiempo. Por lo tanto, en la Relatividad
General, la energía queda expresada ineludiblemente como
una "distorsión espacio-temporal". En los términos
de la Mecánica Cuántica, en cambio, la
energía es concebida en base al concepto de "cuanto". Un
"cuanto de energía" es un fragmento definido, una
porción discreta, algo así como un "paquetito"
minúsculo de energía. Matemáticamente, es un
múltiplo entero de una constante fundamental, denominada
"Constante de Planck". Por lo tanto, en Mecánica
Cuántica, la energía se emite, se propaga y se
absorbe en estas unidades discretas de energía, lo mismo
que una partícula, una bala o una bola de billar, pero
como un punto sin dimensiones. En rigor, el "cuanto" de la
energía gravitacional se denomina "gravitón".

Otra diferencia básica entre la Mecánica
Cuántica y la Relatividad es el "Principio de
Incertidumbre", el cual establece límites a la
determinación de ciertas magnitudes físicas
conjugadas. Cada vez que se efectúa una medición
sobre una de tales magnitudes, la otra, que no está siendo
observada, queda indeterminada. Es decir: la magnitud no
observada adquiere muchos valores simultáneos, todos
igualmente probables. Un par característico de estas
magnitudes conjugadas son la energía y el tiempo.
Así, cuando se registra exactamente el instante de tiempo
en un sistema físico (por ejemplo, un átomo),
inmediatamente la energía contenida en él toma
varios valores, en forma aleatoria. Y viceversa: cuando se mide
con precisión la energía poseída por el
sistema, es el instante de tiempo en que posee ese valor, lo que
queda indeterminado… Cualquiera sea el caso, la cantidad
de la incertidumbre en que queda la magnitud no medida es
aproximadamente del valor de la Constante de Planck.

Un caso singular de aplicación de la Mecánica
Cuántica es la descripción que hace del "vacío". En
rigor, desde el punto de vista mecánico-cuántico,
no puede existir una región espacial absolutamente
vacía; es decir, no puede haber un espacio en el cual la
energía sea exactamente cero. Aquí, el Principio de
Incertidumbre introduce su extraña aleatoriedad porque
obliga a suponer que, en un instante de tiempo bien definido, la
energía no está claramente definida en el espacio,
de modo que sus valores fluctúan sin cesar. Estos valores
fluctuantes de la energía (llamados en su conjunto
"densidad de la energía del vacío") se pueden
expresar como millares de partículas "virtuales" que
aparecen, existen por un brevísimo instante y luego se
desintegran. Pero el Principio de Incertidumbre prohíbe
también que podamos comprobar semejante
indefinición en los valores de la energía del
vacío. Cualquier intento que hagamos de medir esta
energía con instrumentos, implicaría una
determinación precisa del valor de dicha energía,
introduciendo en consecuencia una indeterminación en el
instante de tiempo en que posee dicho valor. En otras palabras,
tales partículas que surgen y se destruyen en el
vacío se interpretan como la medida de la energía
del vacío que fluctúa cuando no está
siendo registrada por instrumentos. Por ello, dada la
imposibilidad de poder detectarlas, es que se les llama
"partículas virtuales". Se ha logrado producir cierto tipo
de radiaciones ¡muy reales! a partir de una densidad de
energía del vacío indeterminada pero no nula; lo
cual avala la validez implícita en esta artimaña
conceptual; aunque tener que recurrir a ella para describir la
energía del vacío, sin tener más
alternativas, sea de lo más extraño.

Ahora bien: en 1967, el físico ruso Andrei Sakharov
propuso entender la gravedad como una fuerza resultante de la
densidad de energía del vacío. Su propuesta, que se
inscribe dentro de lo que se ha denominado "Gravedad
Cuántica", abrió un capítulo muy
fructífero en la búsqueda de una teoría que
supere a la Relatividad General. Se trata de una idea que no ha
estado exenta de dificultades. Sin embargo, al intentar conjugar
la descripción de la gravedad en términos
mecánico-cuánticos con la descripción que
provee de la gravedad la Relatividad General, surge una
interesante consecuencia. La energía gravitacional en las
inmediaciones de un planeta debe representarse como un bullir de
gravitones virtuales, que están surgiendo y
desintegrándose incesantemente. Pero, al mismo tiempo,
debe también poder concebirse como un espacio-tiempo
inestable y fluctuante. Por cada gravitón que aparece, el
espacio-tiempo debiera experimentar una súbita
deformación, en forma de una "montañita" muy
empinada. Y, al revés, con la desaparición de cada
gravitón, el espacio-tiempo debería sufrir un
hundimiento tan pronunciado y profundo como la montañita
que se provocara al surgir. Por supuesto, la aleatoriedad
reinante debe hacer interactuar el espacio-tiempo en formas mucho
más caprichosas e inesperadas, por lo cual, en este
espacio-tiempo fluctuante, que debería tener en conjunto
una apariencia espumosa y difusa, la probabilidad de que se
produzcan diminutos túneles, conexiones hacia el pasado y
hacia el futuro, es alta.

¿"Túneles"
espacio-temporales?

Ya en 1957, John Archibald Wheeler se había dado cuenta
de que estos túneles (a los que él bautizó
como "agujeros de gusano") podían existir en la "espuma"
espacio-temporal del vacío cuántico. Por supuesto,
semejante idea dio un enorme impulso a la imaginería de la
ciencia-ficción; impulso que dura hasta el presente.
Alienta la creencia en posibilidades espectaculares, tales como
poder sacar un objeto de un recipiente cerrado a través de
una "cuarta dimensión", del mismo modo en que podemos
sacar una moneda fuera de un círculo dibujado en un papel,
levantándola a lo largo de la tercera dimensión (la
altura)… O bien, llegar hasta un planeta distante dando
unos pocos pasos a través de una "puerta dimensional"
(como la mostrada en la serie "Stargate" o en el film
"Contacto"). De cualquier forma, los "agujeros de gusano"
presentan el problema que sólo surgen en
pequeñísimas escalas de espacio y tiempo; las
llamadas "escalas de Planck", millares de veces más
ínfimas que el diámetro de un núcleo
atómico. Lo máximo que cualquiera de estos
"agujeros de gusano" podría trasladarnos en el tiempo,
hacia el futuro o al pasado, sería una fracción de
segundo demasiado diminuta como para poder ser siquiera
concebida: ¡10-42 segundos! ¡Un decimal de 42 ceros
antes del uno! Se trata de un parpadeo tan breve que haría
imposible incluso que un rayo de luz pudiese cruzar este
microtúnel espacio-temporal.

Ingeniería de los viajes a
través del tiempo

Las esperanzas del viaje en el tiempo quedan cifradas entonces
en la posibilidad de "agrandar" uno de estos "agujeros de gusano"
y estabilizarlo, de modo que dure lo suficiente como para poder
usarlo como tránsito. Pero, ¿puede hacerse algo
así? Aunque parezca increíble, en las
últimas décadas del siglo XX se han desarrollado
los principios físicos básicos que permiten
explorar las limitaciones enfrentadas en esta empresa. Y esto no
puede sino entusiasmar, pues, conocer las condiciones que no
permiten hacer algo es un primer paso para identificar la forma
de realizarlo.

En 1989, el número 149 de la revista
"Investigación y Ciencia" informaba sobre la reciente
publicación, en "Physical Review Letters", de un
artículo en el cual tres físicos del Instituto
Tecnológico de California (CALTECH), Michael S. Morris,
Kip S. Thorne y Ulvi Yurtsever, planteaban un procedimiento
formal para mantener estable un túnel de espacio-tiempo,
de tamaño macroscópico, con estimaciones y
cálculos que respetan los principios físicos
involucrados. En 1992, el famoso físico Stephen Hawking
sumó a este planteamiento una sugestiva
demostración: cualquier túnel de espacio-tiempo
abierto en una región finita requeriría de un tipo
especial de energía, muy raro, denominado "energía
negativa".

Recordemos que la densidad de la energía del
vacío cuántico fluctúa incesantemente entre
valores positivos y negativos. El promedio de todas estas
fluctuaciones aleatorias es cero. Pero podría obtenerse un
valor de la energía menor que cero (o sea, un valor
negativo para la energía) si se lograra reducir la
amplitud de estas fluctuaciones. Esto puede conseguirse de varias
maneras. Pero la primera de estas maneras fue deducida por
Hendrik B. G. Casimir, en 1948. Este físico
holandés demostró que dos placas metálicas,
enfrentadas en forma paralela y sin carga eléctrica,
afectan la densidad de energía del vacío
entre ellas. La explicación es sencilla: entre más
cercanas se encuentran las placas, la fluctuación de los
valores de la energía en el espacio que encierran es
menor que la fluctuación en el entorno. Se crea
así entre las placas una región de energía
con densidad negativa respecto a los alrededores. Y esto, por
supuesto, provoca una presión que atrae las placas entre
sí. Mientras más estrecho sea el espacio que separa
las placas, más negativa se vuelve la energía del
vacío, y mayor la atracción generada. El "efecto
Casimir" ha sido medido por Steve K. Lamoreaux, del Laboratorio
Nacional de Los Alamos, y por Umar Mohideen y Anushree Roy, de la
Universidad de California. Incluso se espera poder efectuar
mediciones directas utilizando el espín atómico,
según lo plantearon en 1992 Peter G. Grove, Adrian C.
Ottewill y Lawrence H. Ford.

Sabemos que la densidad de energía, del signo que sea,
curva el espacio-tiempo. Así, del mismo modo en que
la energía gravitacional "positiva" produce la curvatura
extrema de un agujero negro, así también, una
energía de vacío negativa podría
distorsionar una región de espacio-tiempo, produciendo en
ella un "túnel". Morris, Thorne y Yurtsever
proponían que la estabilidad de este túnel
podía ser mantenida si las placas de Casimir eran
colocadas en sus dos extremos. Lógicamente, la curvatura
de este túnel puede, en principio, ser sostenida por la
energía negativa generada entre las placas.

Sin embargo, los físicos del CALTECH se limitaban a
suponer la existencia previa del túnel, sin explicar la
forma en que éste podía ser fabricado. Cabe
recordar que, tal como lo planteara Hawking, cualquiera sea el
recurso empleado, requeriría concentrar grandes cantidades
de energía negativa en un punto determinado del
espacio-tiempo con el fin de curvarlo intensamente. Y esto
podría hacerse utilizando lásers. Al hacer pasar un
láser muy intenso a través de ciertos materiales,
dotados de propiedades ópticas especiales, denominadas "no
lineales", el material puede crear pares de fotones (o "cuantos
de luz") que incrementan y suprimen, en vaivén alterno,
las fluctuaciones cuánticas del vacío, dando origen
a regiones con energía positiva y negativa,
respectivamente. Utilizando varios haces laser, se podría,
por ejemplo, buscar la forma de crear interferencias y hacer
coincidir las crestas de las ondas que incrementan la
energía negativa, hasta lograr concentraciones
óptimas de ésta (al igual que se hace cuando se
enfrentan varias ondas y estas interfieren entre sí,
produciendo regiones máximas y mínimas).
También podría emplearse una variante del "efecto
Casimir", descrita en los años sesenta por Paul C. W.
Davies y Stephen A. Fulling, según la cual una frontera en
movimiento (que podría ser un espejo) generaría
energía negativa, y la consiguiente curvatura
espacio-temporal, en la región que va barriendo (puesto
que, en las proximidades de la superficie, la densidad de
energía siempre será inferior que en regiones
distantes de ella).

Pero todas estas posibilidades todavía deben afrontar
ciertas vigorosas restricciones que la propia Naturaleza parece
imponer a la generación de energía negativa.
Lawrence Ford planteó por primera vez estas restricciones
en 1978. Su trabajo ha sido revisado discutido y refinado desde
entonces por diversos investigadores.

En primer lugar, la energía negativa no puede separarse
de la energía positiva. Sea cual sea el método que
empleemos, cualquier manifestación de energía
negativa que logremos producir debe sobrecompensarse con una
manifestación mayor de energía positiva. Es lo que
se ha denominado "interés cuántico", con el fin de
identificar la energía negativa con un préstamo:
ineludiblemente, éste debe devolverse con
intereses. Cuanto mayor sea el período durante el cual
se toma el "préstamo" de energía negativa, o mayor
sea la cantidad tomada, mayor será el "interés" en
energía positiva que tendrá que pagarse
adicionalmente. Y, si deseamos pagar un interés fijo,
entre mayor sea la cantidad de energía negativa tomada,
menor será el período durante el cual podremos
disponer de ella antes de tener que compensarla con creces.

Esto quiere decir que, si queremos fabricar un túnel de
espacio-tiempo, necesitaremos invertir cantidades descomunales de
energía positiva y, además, concentrar la
energía negativa generada en regiones subatómicas
extremadamente ínfimas. En función de estas
restricciones, Ford y Roman diseñaron, en 1996, un modelo
macroscópico de "agujero de gusano", estableciendo que
éste podría adquirir un radio de, por lo menos, un
metro si se pudiera concentrar energía negativa en una
banda submicroscópica de 10-19 centímetros
alrededor del cuello (es decir: una franja con un espesor de una
millonésima parte del tamaño de un protón).
La relación cuantitativa del modelo establece que el
grosor de la banda de energía negativa alrededor del
cuello ("ge") es proporcional a la raíz
cúbica del radio del cuello ("r"). Es decir:

Y Matt Visser ha complementado esta idea, estimando que la
cantidad de energía negativa requerida para un modelo de
agujero de gusano semejante equivale a la energía generada
por ¡unas 10.000 millones de estrellas en un
año!…

Posibilidades de la Física del
futuro

Claramente, la ingeniería de los viajes por el tiempo
se ve, por ahora, enfrentada a desafíos formidables. Sin
embargo, el estudio de los principios que gobiernan la
Física de las escalas subatómicas todavía
está lejos de ser agotado y, en muchos aspectos, ni
siquiera ha sido inaugurado. Falta, por ejemplo, una
teoría coherente que describa los efectos cuánticos
de la gravedad sobre las partículas. La "Gravedad
Cuántica" convencional acaba enredada en las
contribuciones infinitas que arroja la interacción de los
gravitones con el espacio-tiempo. Pero desde la segunda mitad del
siglo XX, los físicos se han lanzado en una carrera
desenfrenada por desarrollar nuevas y mejores teorías, que
reúnan los aspectos disímiles de la Relatividad
General y la Mecánica Cuántica. Siguiendo el hilo
del concepto fundamental de "simetría" en las leyes
físicas, sus esfuerzos se han visto ampliamente coronados.
El denominado "Modelo Estándar de las Interacciones
Fundamentales", en su versión más reciente (la
"Teoría Electrodébil") ha permitido describir, en
forma unificada, las fuerzas electromagnética y nuclear
débil, confirmando la existencia de partículas
exóticas insospechadas (los bosones W+, W- y Z°). En
modelos semejantes, pero basados en simetrías más
amplias, se espera incorporar la descripción conjugada de
estas fuerzas con la nuclear fuerte y la gravedad. Recientemente,
la unificación de todas las fuerzas de la Naturaleza se ha
buscado mediante complejas formulaciones, denominadas en su
conjunto "Teoría de Supercuerdas". En ellas, se reemplazan
las concepciones convencionales de "partículas" y
"campos", por "cuerdas": conceptos dotados de ciertas propiedades
matemáticas que se manipulan de manera que, a partir de
sus vibraciones, se puedan derivar escalas de masas para nuevas
partículas subatómicas, que luego se busca
identificar por sus restos de desintegración en colisiones
de partículas llevadas a cabo en los grandes aceleradores
actuales.

En la "Teoría de Supercuerdas", la gravedad aparece
unificada con todas las demás fuerzas de la Naturaleza, en
un estado de simetría perfecta y en un mundo que es
descrito en 10 dimensiones. Para que este mundo abstracto llegue
a parecerse al mundo real, 6 de estas dimensiones espaciales
deben ser matemáticamente "enrolladas" y "empaquetadas",
al igual que hojas de papel, en un cilindro finísimo, de
un grosor igual a la longitud de Planck. Dependiendo de la escala
a la cual se le contemple, semejante cilindro puede llegar a
parecerse a una finísima cuerda. Sólo de este modo,
tales dimensiones suplementarias pueden aparecer inobservables,
pero aún existir para explicar, mediante sus vibraciones,
las propiedades de las partículas. Las restantes cuatro
dimensiones, que permanecen desplegadas, formarían las
coordenadas del espacio (ancho, altura y largo) y el tiempo.

Lo interesante de estos nuevos enfoques unificados es que
podrían ir sugiriendo otras maneras de formular los
principios físicos, con la esperanza de hallar, en estas
formulaciones nuevas, posibilidades razonables, insospechadas
hasta ahora, de viajar por el tiempo. De hecho, existen motivos
para estar entusiasmado, desde que, bajo determinados
cálculos, J. Richard Gott ha demostrado que dos "cuerdas
cósmicas", que se crucen velozmente, pueden generar
"agujeros de gusano".

Todo lo expresado no tiene otro fin más que fundamentar
nuestra fuerte sospecha de que tarde o temprano, acabará
dándose con la tecnología y la forma de manipular
los principios y restricciones descubiertos, para conseguir
efectuar excursiones a través del tiempo. Pero otra
inquietud pertinente tiene que ver con la experiencia misma a que
dará lugar semejante logro. Específicamente:
¿a qué situaciones podríamos ser arrastrados
en un viaje temporal? ¿Qué paradojas de la
experiencia podrían sufrir los viajeros del tiempo como
resultado de sus travesías? La literatura y el cine de
ciencia-ficción no han escatimado imaginación y
originalidad en la recreación de semejantes paradojas.
Pero, en la mayoría de los casos, no hay más que
fantasía efectista en su planteamiento. Esto,
principalmente por el hecho de que los autores y guionistas no
consideran, o sencillamente, comprenden mal los principios de la
descripción física del mundo en la que los viajes
temporales son posibles. Pues, esta descripción
física del mundo debe estar de acuerdo con la
Mecánica Cuántica.

"Extrañeza" del mundo a escala subatómica

La Mecánica Cuántica nos habla de un mundo en el
que, a nivel atómico, las propiedades de los objetos, y
del espacio-tiempo mismo, no están determinadas.
Las ecuaciones pueden llegar a indicar que una partícula
tiene dos o más propiedades contrapuestas al mismo
tiempo. Si, por ejemplo, registramos la velocidad de un
electrón, el Principio de Incertidumbre prohíbe que
podamos conocer en qué posición exacta se
encuentra. Lo mejor que podemos anticipar de su posición
es que abarca una determinada área, en forma de onda (ver
fig. 4). Por un buen tiempo, esta "onda", que definía la
posición, se interpretó como una
probabilidad de hallar a la partícula en
algún punto del espacio que abarcaba; vale decir, como una
"estimación estadística" de adónde
podría encontrársele, presuponiendo
lógicamente que, más allá de dicha
estimación, la partícula se encontraba
efectivamente localizada en un lugar. Pues bien: ciertos
experimentos realizados durante las últimas décadas
del siglo veinte demostraron que esto no es cierto. Suponer que
el electrón se encuentra localizado en una
posición definida, más allá de la onda que
representa su posición, conduce a incoherencias y errores.
La onda, entonces, no es una pura "estimación" de la
localización posible de la partícula; muestra sus
verdaderas posiciones simultáneas, diseminadas por
el espacio que abarca, como si el electrón se encontrase
en todos los puntos de este espacio al mismo
tiempo. Exactamente lo mismo ocurre con cualquier otra
propiedad cuántica (momento angular de spin, carga
eléctrica, energía cinética, etc.): en
determinadas circunstancias, puede tomar valores diferentes
simultáneamente. Por supuesto, tan extraña
situación de "indefinición objetiva" de las
propiedades físicas se decide cuando el observador
efectúa una medición. Para el ejemplo expuesto,
basta colocar un instrumento en la región abarcada por la
onda, para que la partícula sea detectada en uno
solo de sus puntos. Pero, ¿qué ha pasado
entonces con las demás localizaciones descritas, que eran
tan objetivas como la hallada?.

La
interpretación de "universos paralelos" de
Everett

Hugh Everett III planteó, en 1957, una solución
a este, que es conocido como "problema de la medición";
una solución que es indiscutiblemente escandalosa para
nuestro sentido común, pero que resulta insuperable a la
hora de resolver problemas lógicos en la
Informática y la Cosmología cuando incorporan los
principios mecánico-cuánticos. Propone Everett que
debemos entender la realidad física, no como una
única secuencia de acontecimientos universales, sino como
una multitud de universos, cuyos fenómenos se van
desarrollando paralelamente en el tiempo. Cada uno de estos
infinitos universos es idéntico a los demás, salvo
en alguna propiedad subatómica. Para el ejemplo dado, en
cada universo paralelo existe una diferente
localización del electrón, con lo cual se
justifica la descripción simultánea que la
Mecánica Cuántica hace de ellas: todas las
localizaciones son reales y objetivas porque cada uno de estos
electrones existe concretamente en algún universo
paralelo. Sin embargo, al medir la localización,
detectamos sólo una de estas ubicaciones: la que
pertenece al universo en el que estamos. Mientras que todas las
demás localizaciones han sido, a su vez, detectadas por
nuestros "dobles" exactos, que habitan en sus respectivos
universos, paralelos al nuestro.

No discutiremos qué grado de "verdad" corresponde
atribuirle a semejante interpretación de la realidad. Hay
que agregar que deja en la penumbra cuestiones clave referentes a
la subjetividad (por ejemplo: ¿por qué somos
conscientes de una sola de las localizaciones del
electrón y no de todas?). Pero debemos ser justos
en reiterar que ofrece soluciones lógicas a una multitud
de problemas derivados de la aplicación de los principios
mecánico-cuánticos, cuya validez ya no puede
cuestionarse. No olvidemos que la Mecánica Cuántica
ha abierto la posibilidad de los "agujeros de gusano"
espacio-temporales. Entonces, del mismo modo en que la
interpretación de Everett ha permitido resolver otros
problemas relacionados con sus principios, puede también
permitirnos anticipar las consecuencias "vivenciales" de los
viajes a través del tiempo.

Paradojas de la
experiencia trans-temporal

Imaginemos que contamos con la tecnología para abrir un
"agujero de gusano" entre el momento presente y el pasado.
¿Qué aspecto tendría nuestro agujero de
gusano? En esto, la imaginería del cine no anda
probablemente muy lejos. En la saga de los films
"Terminator", los enviados del futuro aparecen en nuestra
época desde puntos luminosos que se agrandan hasta
convertirse en globos de luz. Por analogía con lo que
ocurre al estirar una lámina de goma, probablemente
veríamos aparecer un volumen esférico de espacio en
el que todo lo que estuviese próximo acabaría
"estirado" hacia su centro. Y, en el interior de este globo,
contemplaríamos quizás los detalles del paisaje en
el espacio-tiempo en el que se abre al otro extremo, deformados
en los bordes, de manera muy parecida a cómo un espejo
esférico distorsiona el entorno.

No hay razones para pensar que tendríamos alguna
experiencia especial durante el viaje a través de este
"túnel". Respetando los principios de la Relatividad, si
el viaje no implica aceleraciones, nuestro "tiempo propio" no
debiera registrar ningún fenómeno o cambio
particular. Menos aún si tan solo debemos transitar a
través de un "agujero de gusano". En este caso, ni
siquiera cabe que le llamemos "viaje", pues, el tránsito
hacia regiones muy distantes del espacio y el tiempo
podría completarse dando apenas un paso.

Las verdaderas dificultades empiezan a darse una vez que
llegamos al pasado. Aquí es donde la literatura y el cine
han recreado la experiencia con la más abigarrada
libertad, yendo desde aquellas versiones que muestran un viajero
"reencarnado" en su yo pasado (teniendo, empero, conciencia de
proceder del presente) hasta aquellas versiones en las que el
viajero aparece frente a frente ante su doble del pasado. Por
más que resulte difícil de creer, esta
última escena es la más "lógica"; pues, es
la única coherente con la interpretación de
Everett. No hay principio físico, biológico o
psicológico que pueda hacernos suponer la tesis de la
"reencarnación" de la conciencia en algún "yo" del
pasado. En cambio, aunque parezca más extravagante, la
tesis de la "duplicación" del "yo" es la que resuelve las
contradicciones que nos impiden imaginar la experiencia de los
viajes temporales.

La más seria de estas contradicciones, que dificultan
la creencia en este tipo de excursiones, es la que llamaremos
"paradoja del progenitor". Básicamente, plantea la
imposibilidad de los viajes a través del tiempo por la
sencilla razón de que el retorno al pasado parece producir
situaciones ilógicas o incoherentes. Para usar un ejemplo
extremo que provoque la paradoja, cabe dentro de las
posibilidades que un viajero altere el pasado hasta el grado de
llegar a impedir su propio nacimiento (si, por ejemplo, mata a su
padre, o el hecho de conocerlo, hace que éste o su madre
desistan de relacionarse). Pero, si nunca nacerá en el
futuro, ¿Cómo es posible que justamente esté
allí? O bien, ¿se "desintegrará" en el mismo
instante en que cambie el pasado?