Viaje en el tiempo sin arrepentimientos

CTC: El día de la marmotaEl viaje en el tiempo no está descartado por la relatividad general, pero podría crear problemas para las leyes del sentido común. En el ejemplar del 28 de enero de la revista Physical Review Letters, un equipo propone una nueva forma de decidir la posibilidad o imposibilidad de que estados cuánticos viajen adelante y atrás en el tiempo. El nuevo criterio descarta automáticamente versiones cuánticas de la “paradoja del abuelo”, en la cual una persona viaja atrás en el tiempo y mata a su antepasado, asegurando, por tanto, su propia muerte. El equipo también realizó un experimento que ilustra el mecanismo de anulación de paradojas.

La relatividad general, la teoría de Einstein sobre el espacio y el tiempo, permite la existencia de curvas temporales cerradas (CTCs) – caminos que van adelante en el tiempo, luego hacia atrás para reconectarse y formar bucles cerrados. Aunque no está claro si pueden crearse los CTCs, los físicos, no obstante, han explorado sus posibles consecuencias, incluyendo su influencia en la mecánica cuántica.

Un evento cuántico corriente podría implicar a dos partículas moviéndose hacia adelante en el tiempo, cambiando entre sí al interactuar en algún momento, y tomando luego caminos separados en el futuro. Sin embargo, si una de las partículas salientes entra en un CTC, puede duplicarse y convertirse en una de las partículas entrantes – influyendo de este modo en su propia transformación. En 1991, el físico de la Universidad de Oxford, David Deutsch, propuso una condición de consistencia que evitaba las paradojas en el viaje en el tiempo: una partícula que entra en un bucle temporal de este modo, debería estar en el mismo estado cuántico cuando reaparece en el pasado inmediato de la interacción, a como era cuando tuvo la interacción hacia el futuro inmediato1.

Para ver cómo funciona esta condición, imagina una partícula cuántica que tiene estados etiquetados como 0 y 1. Viaja alrededor de un CTC y, en su retorno, interactúa con una partícula “externa” de tal forma que 0 se convierte en 1 y 1 en 0. Tal partícula presenta una paradoja del abuelo cuántica: cuando vuelve hacia atrás en el bucle, se cambia a sí misma al estado opuesto. Sin embargo, Deutsch demostró que es posible la consistencia si las partículas están en una superposición – un estado que es 0 y 1 a partes iguales. La interacción intercambia el 0 y el 1, pero el estado general permanece sin cambios. Para que esto funcione, la partícula externa debe estar también en un estado de superposición que cambia adelante y atrás.

La paradoja se evita, pero surge una dificultad si se mide la partícula externa. Entonces no pueden permanecer en una superposición, sino que debe convertirse definitivamente en 0 ó 1 – lo cual significa que la partícula del CTC no puede seguir tampoco en superposición. Para conservar la consistencia Deutsch defendía que la partícula del CTC debe existir en dos universos paralelos – el “universo 1″ y el “universo 0″ – y cambiar continuamente entre ellos, de forma que no tenga lugar contradicción entre ninguno de ellos.

Lorenzo Maccone, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y la Universidad de Pavia en Italia, y sus colegas proponen una condición más restrictiva que evita estas dificultades. Requieren que cualquier medida que se haga en la partícula que va al futuro, debería arrojar el mismo resultado que cuando se mide en su viaje desde el pasado. Por lo que cualquier estado que alterase el pasado cuando está por allí de nuevo queda prohibido, y no pueden surgir paradojas del tipo del abuelo.

Tal vez, sorprendentemente, “aún podemos tener CTCs incluso con esta fuerte condición”, dice Maccone. Sólo afirma que las paradojas evitadas después de la interacción pueden existir de antemano, por lo que el equipo llama a su condición “post-selección”.

Para demostrar estas ideas, el equipo realizó un experimento con fotones, demostrando que la condición de consistencia, efectivamente, selecciona estados específicos y destruye el resto. Careciendo de un CTC real para realizar la post-selección, el equipo creó fotones en un estado cuántico específico para la entrada, un estado donde no se conocía la polarización o era medida pero tenía una correlación con otra propiedad, asociada con el camino del fotón. Cuando el fotón pasaba a través del experimento, sufría cambios que imitaban el intercambio 0-1 que ocurría en el viaje temporal imaginario. El equipo encontró que sólo aquellos fotones que no llevasen a paradojas pasarían indemnes. Aunque el resultado está en línea con lo que se esperaba nadie ha simulado el viaje en el tiempo anteriormente de esta forma.

Una extraña consecuencia de la post-selección es que, debido a que la presencia de un CTC anula completamente los estados paradójicos, puede evitar algunos estados que parecen hoy inocuos pero tienen posteriormente consecuencias inaceptables.. “En principio, se podría detectar la futura existencia de máquinas del tiempo buscando desviaciones de las predicciones de la mecánica cuántica”, dice Todd Brun de la Universidad de California del Sur en Los Angeles. Aunque, añade, es difícil saber de antemano, qué medir.


Referencias:
1.- D. Deutsch, “Quantum Mechanics near Closed Timelike Lines,” Phys. Rev. D 44, 3197 (1991).

Autor: David Lindley
Fecha Original: 4 de febrero de 2011
Enlace Original

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Comments (23)

  1. Información Bitacoras.com…

    Valora en Bitacoras.com: El viaje en el tiempo no está descartado por la relatividad general, pero podría crear problemas para las leyes del sentido común. En el ejemplar del 28 de enero de la revista Physical Review Letters, un equipo propone una nu…..

  2. [...] This post was mentioned on Twitter by Bruno Jiménez and Daniel Manzano, Ciencia Kanija. Ciencia Kanija said: Viaje en el tiempo sin arrepentimientos http://bit.ly/eKO8OA [...]

  3. LOKI

    Bueno, yo creo que esto es más de sentido común que otra cosa. Sobraba el estudio bajo mi punto de vista.

  4. [...] This post was mentioned on Twitter by Amelia Rdgz., Yucker. Yucker said: Por qué Doctor Who es realista: http://bit.ly/eaxuXJ [...]

  5. Angel

    Una pequeña parajoda o “cuestión filosófica”.

    Viajar hacia atrás en el tiempo, implicaría devolver la totalidad del universo a un estado anterior. O bien, siendo mucho mas abstractos aun, aceptar que ni pasado ni presente ni futuro existen, sino que mas bien, coexisten todos simultaneamente; algo tremendamente descabellado.

    Es posible que a partir de la relatividad se llegue a esta paradoja, pero analizandolo desde la lógica y el sentido común, todo se desmonta. Incluso razonandolo mas, puede llegarse a la conclusión de que sencillamente el tiempo no existe como tal, sino unicamente como una idea abstracta que toma su forma en la mente del ser humano; con lo cual este tipo de debates siempre terminan debatiendo lo absurdo.

    • Helena Nito

      Al fin alguien con un poco de criterio ;)

      • Javier

        Angel, Helena Nito:

        Me parece que su natural rechazo a la idea de viaje en el tiempo radica, precisamente, en que les parezca descabellada la “coexistencia” del presente, pasado y futuro.

        Es respetable esa aversión, pues va en contra de nuestra experiencia de toda la vida. Pero no puedo estar de acuerdo que a dicha conclusión se llegue usando la lógica. No es una conclusión de la lógica. Es una simple rebelión de la mente a lo que no le resulta obvio. Como el rechazo que presenta la idea de que dos líneas paralelas si puedan tocarse (por aquello de la geometría no-euclidea del espacio). Tampoco comparto la idea de que mientras más se razone, más obvio resulte que el tiempo no existe como tal, sino como idea abstracta en la mente del ser humano.

        Casi me atrevería a decir que obviamente no es así. Sin discutir la posibilidad de “viajar en el tiempo” o “cambiar el sentido del tiempo”, las correcciones relativistas que se aplican, digamos, a los satélites GPS, nos muestran con un hecho físico medible que el tiempo no “corre” igual para todos, y que es algo más que una simple idea abstracta en la mente del ser humano.

        • Angel

          Javier, estoy de acuerdo contigo. Siempre cabe lugar a diferentes interpretaciones pues esto es un campo mas filosófico que físico. Pero te planteo la cuestión desde otro punto de vista.

          Todos damos por asumido que el universo es infinito. Nadie puede garantizar su principio ni determinar su fin. Con el tiempo pasa absolutamente igual. Unicamente podemos dividir ese infinito en “porciones” las cuales dejan de ser abstractas y son perceptibles para el ser humano, para así poder “medirlas” o catalogarlas.

          Podemos hacerlo gracias a que diferenciamos dos estados diferentes de “algo” en un intervalo. Esto sería así explicado de una manera exageradamente simple. Pero como muchos sabemos, esto es no es realmente cierto, pues ha habido experimentos que han demostrado que el tiempo no pasa igual para todos, como anteriormente citas, con lo cual ¿que es realmente el tiempo si no es un valor constante? ¿Porque el espacio-tiempo se ve afectado por la fuerza gravitatoria?

          Con estas reflexiones algo “filosóficas”, mi intención es que asumamos que nos encontramos ante un evento tan tremendamente complejo, que nos guste o no, a día de hoy se escapa de nuestra comprensión.

          Este artículo, a diferencia de otros, se encuadra única y exclusivamente a nivel cuántico, y aun así si se lee detenidamente, no se llega a una conclusión definitiva. Para terminar, creo que el principal problema ocurre cuando tratamos de extrapolar las leyes que rigen y dominan el “mundo cuantico” a nuestro “mundo real”. A dia de hoy no hay ley que los unifique, con lo cual, tampoco debemos extrapolar el “tiempo cuantico” por llamarlo de alguna manera, al tiempo real que nosotros percibimos, por que llegaremos a todo tipo de conclusiones absurdas y paradojas que carecen de explicación científica.

    • Arturo A

      Gracias Angelito, Totalmente de acuerdo contigo.

      “En el reino erótico de la ciencia, masturbación mental que conduce a orgasmos intelectuales”.

      Todos esos “razonamientos” por disfrutar del placer de la fantasía.

      El tiempo no existe.

      • Cosmonauta

        Falso, el tiempo si existe y es una dimensión la cuarta, y está integrada en el espacio por tanto se denomina espacio-tiempo, la relatividad general explica la causa de la dilatación temporal si nos acercamos a la velocidad de la luz por tanto hay flecha del tiempo, todo en el universo va de estados ordenados ha estados desordenados denominado entropía, simplemente desde nuestra perspectiva limitada humana podemos decir que el tiempo no existe porque parece un eterno presente, pero somos conscientes de que todo cambia, los átomos cambian de modalidad, y eso es debido a la segunda ley de la termodinámica, una ley fundamental de la física, cada instante el universo está sometido al desgaste de energía por tanto mientras pasamos de instante a instante en el presente, el universo esta decelerando , esta envejeciendo.

    • Gerardo

      Pues, la frase que te desmiente la dices tu mismo: “algo tremendamente descabellado”. La mecanica cuantica es así “algo tremendamente descabellado”, y si te parece descabellado es por que para la cuantica es natural y posible. Precisamente es una de las propiedades que tiene.

      Y para ser sincero, no es la primera vez que leo sobre particulas viajando adelante y atras en el tiempo, y no es primera vez que leo que el pasado, presente y futuro no existen y son la misma cosa.

      Y para muestra un boton

    • Jack House

      “aceptar que ni pasado ni presente ni futuro existen, sino que mas bien, coexisten todos simultaneamente; algo tremendamente descabellado….”

      ¿Descabellado?¿Por qué? Nuestra limitada percepción de la realidad da sentido a este universo creando ese elemento abstracto llamado tiempo (bueno, en el segundo párrafo quieres decir más o menos eso, ¿No?).

      Hablar de la coexistencia del pasado, presente y futuro es algo tan poco descabellado como hablar de superposición de estados cuánticos o de universos paralelos.

  6. [...] Viaje en el tiempo sin arrepentimientos [...]

  7. vaya me senti como penny XD son mas raras las hipotesis para viajar atraves del tiempo, que la propia idea del viaje.

    Luego me pregunto ¿para que viajar al pasado?

  8. reneco

    El universo perdería su belleza si existieran viajes en el tiempo, así que espero que no existan.
    Aquí se menciona un experimento con fotones, no me quedo claro en que consistía, no creo que hallan mandado un fotón al pasado

    • PoL

      Desde mi huimilde opinión sobre este tema, yo tampoco lo creo, porque no creo que podamos viajar adelante y atrás en el tiempo. Si entendemos el pasado, el presente y el futuro como puntos de una misma linea temporal que va en un solo sentido creo que sería imposible cambiar la dirección de ésta. Pero si entendieramos los viajes en el tiempo entre líneas temporales diferentes, de las cuales primero habría que demostrar su existencia, no hablaríamos de saltos hacia adelante o hacia detrás, si no saltos de “lado”,saltos a otras líneas temporales. No sé, imagino los viajes en el tiempo como un videojuego de “vagonetas”. Hay varias vias paralelas con obstaculos, cortes, finales de vía… y lo único que puedes hacer es ir saltando de una a la otra sin poder controlar tu velocidad.

  9. Jack House

    Me parece que aquí hay un concepto que hay que descartar totalmente, y es el de la línea temporal única. Si vas al pasado, creas una nueva línea temporal (o para mi gusto, un racimo nuevo de líneas temporales). Si luego vas al futuro, vas a uno de los casi infinitos futuros posibles. No tienes por qué ir al mismo futuro del que provenías.

    Esto me recuerda a una pequeña historia que estoy escribiendo aquí:

    http://retrografico2.blogspot.com/2011/01/nato.html

    • Cosmonauta

      En efecto entraríamos en las hipótesis de los universos paralelos, viajar hacía atrás en el tiempo sería simplemente de saltar de universo en universo, se eliminan todas las paradojas, si yo viajo al pasado y mato a mi abuelo, como es posible que yo nazca, tenga una máquina del tiempo de agujero de gusano y pretenda asesinar a mi abuelo que sucede? pues como un tren en marcha sobre las vías el universo cambia de dirección y se desdobla en universos infinitamente parecidos o distintos al nuestro creando líneas temporales, viajo al pasado realizo el asesinato, en el momento de haberlo cometido, el lazo causal familiar es destruido, y a mi me sucede que soy simplemente un viajero en el tiempo. lo terrible de estas teorías es que recuerdo en un documental de la maquina del tiempo de Discovery Channel las palabras del físico Michio Kaku ” cada vez que viajamos al pasado, estamos interfiriendo con el pasado de alguien” eso significa que al viajar hacía atrás se está repercutiendo en el destino de otro individuo al causar cualquier alteración con lo cual especulando demasiado las desgracias que suceden ha ciertas personas sin motivo aparente pueden deberse a que el universo se ha desdoblado en múltiples posibilidades provocando fortunas o desastres.

  10. Fran

    Desde mi punto de vista:

    “Si pudiéramos viajar al pasado, en realidad desde nuestra percepción estaríamos viajando al futuro, solo que nuestro alrededor iría igual que antes, pero al revés, hasta llegar al punto pasado; así si volvemos al pasado lo que hacemos es ir en nuestro futuro a un estado pasado de nuestro alrededor, por lo que los cambios que sucedan en este futuro nuestro que “simula” el pasado que hubo, no tendrán repercusión en nuestro futuro, ya que nuestro futuro no existe, y en todo caso nuestro futuro es lo que suceda a partir del viaje al pasado.”

    ¿Qué les parece? ¡Saludos!

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