Nueva idea sobre el tiempo: solo es una ilusión creada por el entrelazamiento cuántico

La naturaleza del tiempo es algo que ha eludido siempre a los científicos, que llevan siglos tratando inútilmente de descifrar sus misterios. ¿Es el tiempo algo 'externo' a nosotros o se trata solo de un 'truco' gracias al que nuestro cerebro ordena la realidad? Y si resultara ser externo, ¿es el tiempo algo continuo, un suave flujo interminable y constante, o por el contrario es 'discreto', es decir, está dividido, como la materia, en pequeñas 'partículas temporales' independientes, como lo son los fotogramas de una película?

«Si nadie me lo pregunta -decía con mucho acierto San Agustín-, sé lo que es el tiempo. Pero si tuviese que explicárselo a alguien, no sabría cómo hacerlo».

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Ahora, un equipo del Consejo Nacional de Investigación de Italia ha creado un nuevo modelo teórico en el que el tiempo pertenece por completo al extraño mundo de la mecánica cuántica, donde las leyes de la física dejan de funcionar y nuestra 'lógica' parece cosa de locos. En concreto, dicen los investigadores en un artículo recién publicado en 'Physical Review A', el tiempo podría no ser un elemento fundamental de nuestra realidad física, y existir únicamente como consecuencia del bien conocido (pero aún no del todo comprendido) fenómeno del 'entrelazamiento cuántico', en el que dos objetos están tan inextricablemente vinculados que cualquier cambio que hagamos en uno repercute instantáneamente en el otro, sin importar lo lejos que se encuentre.

«Durante siglos -afirma Alessandro Coppo, autor principal del estudio- el tiempo ha entrado en la física como un ingrediente esencial que no debe cuestionarse. Está tan profundamente arraigado en nuestra concepción de la realidad que hasta hace relativamente poco la gente pensaba que no hacía falta una definición del tiempo». Pero esa idea empezó a cambiar con la llegada del siglo XX, cuando las teorías de la física cuántica y la relatividad general y especial empezaron a ofrecer puntos de vista contradictorios sobre la naturaleza del tiempo.

En la relatividad general de Einstein, por ejemplo, el tiempo forma parte de la estructura misma del Universo. Nuestra realidad, física, de hecho, está situada en el espacio-tiempo. Según esta teoría el tiempo, junto al espacio, puede deformarse y dilatarse en presencia de la gravedad. Muy al contrario, sin embargo, la Mecánica cuántica trata el tiempo como algo que no es maleable y que no cambia del modo en que lo hacen otras propiedades de un objeto cuántico. Por eso, para registrar su paso, es absolutamente necesario que un observador externo al objeto consulte un reloj.

Es cierto que la relatividad general y la teoría cuántica describen objetos a escalas muy diferentes, una las estrellas, la otra los átomos, pero debido al hecho de que todos los objetos, desde los más grandes a los más pequeños, existen dentro del mismo Universo, muchos físicos creen que la concepción del tiempo debería ser algo coherente, universal, sin importar la escala que estemos considerando. Y eso es precisamente lo que Coppo y sus colegas trataron de hacer con su modelo.

Para conseguirlo, recurrieron a una extraña pero prometedora ocurrencia que tiene su origen en la década de 1980, y la sometieron a varias pruebas matemáticas. En esencia, la idea se basa en que cuando vemos que un objeto cambia con el tiempo, es sólo porque ese objeto está 'entrelazado' con el reloj con el que comprobamos que el tiempo realmente está pasando. Lo cual significa que un observador verdaderamente externo y que estuviera fuera del sistema entrelazado vería un Universo completamente estático e inmutable. Dentro de este marco, el tiempo no formaría parte de la realidad, no sería un hecho consumado e inevitable, sino simplemente una consecuencia del propio entrelazamiento.

En su modelo matemático, los investigadores representaron el reloj como un sistema de pequeños imanes teóricos, entrelazados con un oscilador cuántico, la versión cuántica de un resorte. Coppo y su equipo eligieron estos objetos como modelo porque se entienden bien matemáticamente, por lo que permitían elaborar un caso de prueba teórica claro, ideal para preparar después el escenario para posibles pruebas experimentales posteriores.

Así, hallaron que su sistema podía describirse mediante una versión de la famosa ecuación de Schrödinger, que se utiliza para predecir el comportamiento de las partículas cuánticas, pero con una diferencia crucial. Mientras que la ecuación de Schrödinger contiene la variable que llamamos tiempo, la nueva ecuación la sustituye con una variable que enumera los estados cuánticos de los imanes.

Luego, los investigadores repitieron el mismo cálculo, pero asumiendo que los imanes y el oscilador eran lo suficientemente grandes como para que los efectos cuánticos no alteraran su comportamiento. La idea subyacente era que el tiempo podría ser una consecuencia del entrelazamiento incluso para objetos que parecen más clásicos que cuánticos. Y resultó que tenían razón. Sus ecuaciones, de hecho, coincidían con las que los físicos han estado utilizando para predecir el comportamiento de objetos clásicos tan simples como hacer rodar bolas de bolos desde el siglo XIX. Pero aun así, la variable que marcaba cada etapa del comportamiento del oscilador era un subproducto del entrelazamiento cuántico.

En otras palabras, lo que Coppo y sus colegas hicieron fue unir el tiempo cuántico y el clásico, y el resultado implica que quizá la única forma en que deberíamos pensar en el tiempo es como si surgiera de la cuántica. Por supuesto, esa es exactamente la idea de Coppo y sus colegas: el entrelazamiento sólo existe en la teoría cuántica y su nuevo modelo sugiere que la existencia del tiempo surge de ahí. «Creemos -enfatiza Coppo- que la naturaleza es genuinamente cuántica».

Si realmente fuera así, eso podría significar que nuestra percepción del paso del tiempo se debe a que existe algún tipo de entrelazamiento en el mundo físico que nos rodea. Y que un observador que se encontrara en un universo libre de entrelazamientos (como algunas teorías sugieren que era el nuestro en sus inicios) no vería ningún cambio. Todo permanece estático.

Ahora, la cuestión más importante es encontrar el modo de poner a prueba estas ideas. Algunos investigadores ya han reaccionado diciendo que la posibilidad de que el tiempo surja del entrelazamiento cuántico es prometedora, pero es posible que sea necesario agregar más detalles antes de que podamos comprender completamente qué es el tiempo y comenzar a investigarlo experimentalmente.