Una simple pregunta de su esposa: ¿la física realmente permite que las personas viajen en el tiempo? Impulsó al físico Richard Muller en una búsqueda para resolver un problema fundamental que lo había desconcertado a lo largo de sus 45 años de carrera: ¿Por qué la flechade tiempo fluyen inexorablemente hacia el futuro, creando constantemente nuevos "nows"?
Esa búsqueda resultó en un libro publicado hoy AHORA: La física del tiempo WW Norton, que profundiza en la historia de los conceptos de tiempo de filósofos y científicos, descubre una tendencia que los físicos tienen que ser vagos sobre el paso del tiempo, demuele la explicación popular de la flecha del tiempo y propone una teoría totalmente nueva.
"El tiempo ha sido un obstáculo para nuestra comprensión del universo", dijo Muller, profesor emérito de UC Berkeley que durante muchos años impartió un curso introductorio popular, "Física para futuros presidentes", que convirtió en un libro de 2008el mismo nombre ". Durante mi carrera, he visto muchas tonterías publicadas sobre el tiempo, y comencé a pensar en ello y me di cuenta de que tenía mucho que decir de haber enseñado el tema durante muchas décadas, haberlo pensado, haber tenidome ha molestado tener algunas formas realmente interesantes de presentarlo y algunas ideas completamente nuevas que nunca han aparecido en la literatura ".
Al comentar sobre la teoría y el nuevo libro de Muller, el astrofísico Neil deGrasse Tyson, presentador de la miniserie de televisión de 2014 "Cosmos: A Spacetime Odyssey", escribió: "Tal vez esté bien. Tal vez esté mal. Pero en el camino te ha dado unclase magistral sobre qué hora es y cómo y por qué la percibimos como lo hacemos "
Nueva idea de Muller: el tiempo se expande porque el espacio se expande.
"El nuevo principio de física es que el espacio y el tiempo están vinculados; cuando creas un nuevo espacio, crearás un nuevo tiempo", dijo Muller.
Tiempo iniciado por Big Bang
Desde que el Big Bang desencadenó explosivamente la expansión del universo hace 13.800 millones de años, el cosmos ha estado creciendo, algo que los físicos pueden medir como la expansión del Hubble. No piensan en él como estrellas que se alejan unas de otras,sin embargo, pero como estrellas incrustadas en el espacio y el espacio en continua expansión.
Muller toma su ejemplo de Albert Einstein, quien construyó su teoría de la relatividad general, la teoría que explica todo, desde los agujeros negros hasta la evolución cósmica, sobre la idea de un espacio-tiempo de cuatro dimensiones. El espacio no es lo único que se expande,Muller dice: el espacio-tiempo se está expandiendo y estamos surfeando la cresta de esa ola, lo que llamamos "ahora".
"Cada momento, el universo se hace un poco más grande, y hay un poco más de tiempo, y es a este límite de tiempo al que nos referimos como ahora , "escribe." El futuro aún no existe ... se está creando. ahora está en el límite, el frente de choque, el nuevo tiempo que viene de la nada, la vanguardia del tiempo "
Afirma que debido a que el futuro aún no existe, no podemos viajar hacia el futuro. Afirma, también, que retroceder en el tiempo es igualmente improbable, ya que para revertir el tiempo tendrías que disminuir, al menos localmente, la cantidad de espacio en el universo. Eso sucede, como cuando una estrella explota o un agujero negro se evapora. Pero esto reduce el tiempo de manera tan infinitesimal que el efecto estaría oculto en la incertidumbre cuántica de la medición, una instancia de lo que los físicosllama censura cósmica.
"El único ejemplo que se me ocurre es la evaporación de un agujero negro, y en ese caso resulta estar censurado. Así que no pude encontrar ninguna forma de revertir el tiempo, y mi conclusión básica es que el viaje en el tiempo esno es posible ", dijo.
Las fusiones de agujeros negros crean un milisegundo de tiempo nuevo
La teoría de Muller que explica el flujo del tiempo condujo a una colaboración con el teórico de Caltech Shaun Maguire y un artículo publicado en línea el 25 de junio que explica la teoría con más detalle, usando matemáticas, y propone una forma de probarla usando LIGO, un experimentoque detecta ondas gravitacionales creadas al fusionar agujeros negros.
Si Muller y Maguire tienen razón, cuando dos agujeros negros se fusionen y creen un nuevo espacio, también deberían crear un nuevo tiempo, lo que retrasaría la señal de onda gravitacional que LIGO observa desde la Tierra.
"La fusión de dos agujeros negros crea millones de millas cúbicas de espacio nuevo, lo que significa una creación única de tiempo nuevo", dijo Muller. La fusión de agujeros negros informada por primera vez por LIGO en febrero de 2016 involucró dos agujeros negros que pesaban aproximadamente29 y 36 veces la masa del sol, produciendo un agujero negro final que pesa aproximadamente 62 masas solares. El nuevo espacio creado en la fusión produciría aproximadamente 1 milisegundo de tiempo nuevo, que está cerca del nivel de detección de LIGO. Un evento similar enun tercio de la distancia permitiría a LIGO detectar el tiempo recién creado.
Ya sea que la teoría se desarrolle o no, el libro de Muller es un buen caso.
"Muller abre un nuevo camino. ¡Espero controversia!", Escribió el premio Nobel de UC Berkeley Saul Perlmutter, quien obtuvo el Premio Nobel de Física 2011 por descubrir la expansión acelerada del universo. Muller inició el proyecto que condujo a ese descubrimiento, que implicaba medir las distancias y las velocidades de las supernovas. La implicación de ese descubrimiento es que la progresión del tiempo también se está acelerando, impulsada por la energía oscura.
Durante su carrera, Muller fundó dos importantes programas experimentales que dilucidaron nuestra comprensión del tiempo: una medición de la uniformidad cósmica de microondas, por la cual recibió un Premio MacArthur, y el descubrimiento de la energía oscura, por la cual compartió el Avance 2014Premio Muller y su hija Elizabeth cofundaron Berkeley Earth, una organización sin fines de lucro que reanalizó el registro de temperatura de la Tierra confirmando el calentamiento global y que ahora es un depósito de datos históricos sobre la temperatura global y la contaminación del aire.
Para su esfuerzo más reciente, Muller exploró explicaciones previas para la flecha del tiempo y descubrió que muchos filósofos y científicos estaban desconcertados por el hecho de que siempre vivimos en el "ahora", desde Aristóteles y Agustín hasta Paul Dirac.el descubridor de la antimateria, que puede considerarse como una materia normal que retrocede en el tiempo, y Albert Einstein. Si bien los filósofos no tenían miedo de expresar una opinión, la mayoría de los físicos básicamente ignoraron el tema.
"Ninguna teoría de física tiene el flujo del tiempo incorporado de ninguna manera. El tiempo era solo la plataforma en la que hiciste tus cálculos; no se mencionó el 'ahora', no hubo flujo de tiempo", dijo Muller.La idea de estudiar el tiempo en sí no existía antes de Einstein. Einstein le dio a la física el don del tiempo ".
Einstein, sin embargo, no pudo explicar el flujo del tiempo hacia el futuro en lugar del pasado, a pesar del hecho de que las teorías de la física funcionan igualmente bien en el tiempo hacia adelante o hacia atrás. Y aunque podía calcular diferentes tasas de tiempo, dependiendo de la velocidad y la gravedad, no tenía idea de por qué el tiempo fluía en absoluto. La idea dominante hoy para la dirección del tiempo vino de Arthur Eddington, quien ayudó a validar la teoría general de la relatividad de Einstein. Eddington propuso la idea de que el tiempo fluye en eldirección del desorden creciente en el universo, o entropía. Debido a que la Segunda Ley de la Termodinámica afirma que la entropía nunca puede disminuir, el tiempo siempre aumenta.
Entropía y tiempo
Esta idea ha sido la explicación a seguir desde entonces. Incluso Stephen Hawking, en su libro Una breve historia del tiempo , no aborda el problema del flujo del tiempo, aparte de decir que es "evidente" que el aumento del tiempo proviene de la entropía creciente.
Muller argumenta, sin embargo, que no es evidente por sí mismo: simplemente está mal. La vida y todo lo que hacemos en la Tierra, ya sea construyendo casas o haciendo tazas de té, implica disminuir la entropía local, aunque la entropía total del universo aumenta"Estamos descartando constantemente el exceso de entropía como basura, arrojándolo al infinito en forma de radiación de calor", dice Muller. "La entropía del universo realmente aumenta, pero la entropía local, la entropía de la Tierra y la viday civilización, está en constante disminución "
"Durante mi primer gran experimento, la medición de la radiación cósmica de microondas, me di cuenta de que hay 10 millones de veces más entropía en esa radiación que en toda la masa del universo, y no está cambiando con el tiempo. Sin embargo, el tiempoestá progresando ", dijo." La idea de que la flecha del tiempo está establecida por la entropía no hace ninguna predicción, es simplemente una declaración de correlación. Y afirmar que es causalidad no tiene sentido ".
En su libro, Muller explica las diversas paradojas que surgen de la forma en que las teorías de la relatividad y la mecánica cuántica tratan el tiempo, incluido el enigma del gato de Schrodinger y la acción espeluznante a una distancia que permite el enredo cuántico. Ninguna de estas teorías aborda el flujo deSin embargo, las teorías sobre los agujeros de gusano que pueden transportarte a través del universo o retroceder en el tiempo son especulativas y, en muchos casos, erróneas.
La discusión eventualmente lleva a Muller a explorar preguntas profundas sobre la capacidad del pasado para predecir el futuro y lo que eso dice sobre la existencia del libre albedrío.
Muller admite que su nueva teoría sobre el tiempo puede tener efectos observables solo en el ámbito cósmico, como nuestra interpretación del desplazamiento hacia el rojo, el estiramiento de las ondas de luz causadas por la expansión del espacio, que debería modificarse parareflejan la expansión simultánea del tiempo. Los dos efectos pueden no ser distinguibles a lo largo de la mayor parte de la historia del universo, pero la creación del tiempo puede ser discernible durante la rápida inflación cósmica que tuvo lugar justo después del Big Bang, cuando el espacio y el tiempo se expandieron mucho,mucho más rápido que hoy.
Es optimista de que en los próximos años LIGO verificará o falsificará su teoría.
"Creo que mi teoría tendrá un impacto en los cálculos del universo primitivo", dijo Muller. "No veo de ninguna manera que afecte nuestras vidas cotidianas. Pero es fascinante".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California, Berkeley . Original escrito por Robert Sanders. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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