¿Qué es el tiempo y cuál es su origen?
Desde Aristóteles hasta Stephen Hawking, la humanidad ha intentado comprender qué es el tiempo. De esta inquietud han surgido algunas de las preguntas más fundamentales de la ciencia. ¿Y si el tiempo surgiera del cambio en lugar de ser una ley fundamental de la física? ¿Podría el tiempo ser una ilusión? Un físico de la Universidad de Birmingham, en el Reino Unido, ha propuesto un nuevo y sorprendente método para investigar estas preguntas. El profesor Giovanni Barontini creó un «miniverso» en su laboratorio para demostrar cómo puede surgir el tiempo sin necesidad de un reloj. Su experimento plantea interrogantes fundamentales sobre la propia naturaleza de la realidad. Los resultados se publicaron en la revista científica «Physical Review Research»(se abrirá en una nueva ventana). Barontini demostró que es posible seguir el paso del tiempo sin recurrir a un reloj. Para ello, enfrió una nube de 24 000 átomos hasta una temperatura de apenas unas milmillonésimas de grado por encima del cero absoluto (unos −273 °C). Así creó un sistema cuántico aislado que se expande y contrae continuamente. A esta temperatura extrema, los átomos pierden casi toda su energía térmica y se mueven con extraordinaria lentitud, lo que permite utilizarlos como modelo de laboratorio de un universo diminuto en condiciones casi inalteradas.
¡Mira, sin reloj!
Barontini utilizó un láser para separar la nube de átomos en dos regiones. La barrera creada le permitió observar una de ellas mientras la otra permanecía fuera de su campo de visión. Observó los cambios que experimentaban los átomos para comprobar si el sistema podía generar su propia noción del tiempo, poniendo a prueba una teoría inveterada en el campo de la gravedad cuántica. Dado que todo el sistema estaba completamente aislado, Barontini eliminó la necesidad de un reloj externo y dejó que la propia actividad de los átomos midiera el paso del tiempo. Cuando los átomos atravesaban rápidamente la barrera creada por el láser, el tiempo parecía transcurrir más rápido dentro del modelo. En cambio, cuando reducían su velocidad, el paso del tiempo también se ralentizaba. Una vez que los átomos dejaron de moverse y se estabilizaron, el reloj interno se detuvo, lo que demostró que es posible medir el paso del tiempo solo a partir de los cambios que se producen dentro del sistema. En otras palabras, el experimento demostró que el tiempo no necesita un reloj externo para existir, sino que surge de forma natural a partir de los cambios que se producen en el propio sistema.
Una herramienta para estudiar el tiempo en el mundo cuántico
Este estudio no explica por completo cómo funciona el tiempo en el conjunto del universo. Sin embargo, gracias al uso de estos átomos ultrafríos, la comunidad científica dispone ahora de una herramienta mucho más realista para investigar desde sus laboratorios las teorías fundamentales sobre el tiempo, el universo primitivo y la propia naturaleza del tiempo. «En algunas teorías sobre el universo, especialmente en el campo de la gravedad cuántica, el tiempo no se considera una propiedad inherente», explica Barontini en una noticia(se abrirá en una nueva ventana). «Sin embargo, en la vida cotidiana, el tiempo fluye del pasado hacia el futuro: ¿por qué ocurre esto, si la mayoría de las leyes fundamentales de la física funcionan igual tanto hacia adelante como hacia atrás?». Y concluye: «Este estudio aporta pruebas experimentales claras de que el “tiempo” puede definirse a partir de los cambios que se producen dentro de un sistema, en lugar de concebirse como un reloj externo que marca su paso. Aporta una nueva perspectiva sobre la naturaleza del tiempo en la gravedad cuántica, que podría servir para describir la dinámica con la misma eficacia que el concepto convencional de tiempo».
