Viatjar en el temps, de la
fantasia a les lleis fonamentals de la natura
Des del
1985, la cerca teòrica d’una màquina del temps –de la
demostració que es podria anar al passat o al futur– ha
esdevingut recerca científica i ha trobat, en els forats de cuc,
una possible resposta. Ara, dos físics experts en
mecànica quàntica, Greenberger i Svozil, han demostrat
que, encara que el viatge al passat fós viable, seria impossible
modificar res que afectés el futur del viatger.
Tot va començar a principi de la
dècada dels vuitanta amb una trucada. Carl Sagan, reconegut
divulgador de la ciència, guardonat amb el premi Pulitzer per la
seva obra Els dragons de l’Edèn, havia escrit la novel·la
Contact, que posteriorment fou duta al cinema pel director Robert
Zemeckis, amb la participació de Jodie Foster i Matthew
McConaughey. Sagan no acabava d’estar satisfet de com Eleanor Arroway,
la protagonista de la seva història, viatjava amunt i avall en
el temps, per la qual cosa decidí consultar Kip Thorne, un
físic teòric especialitzat en relativitat general. La
resposta de Thorne, que prengué la forma d’un desenvolupament
matemàtic de més de cinquanta línies, va
significar l’inici d’una aferrissada recerca científica centrada
en la possibilitat de viatjar en el temps. Físics de tot el
món, entre els quals destaquen el rus Igor Novikov i el
britànic Stephen Hawking, començaren a dedicar els seus
majors esforços a una activitat que probablement havien declinat
fins llavors per la mateixa preocupació que manifestà el
mateix Thorne: “El meu temor era l’expressió ‘màquina del
temps’ al títol, ja que podia induir la premsa popular a la
tergiversació, de manera que els nostres col·legues
científics no hi donessin importància o ho tractessin com
una mera elucubració.” En la mateixa línia argumental,
per bé que més irònic, Hawking comenta en un dels
seus llibres que “Especular obertament sobre els viatges en el temps
és molt delicat. Hom s’arrisca o bé a una denúncia
per malversació de fons públics en una cosa tan
extravagant, o bé a una petició que aquesta recerca sigui
mantinguda en secret per ser utilitzada en aplicacions militars”.
Brevíssima història del temps. La idea de
poder-se desplaçar lliurement en el temps, endavant i enrere, ha
subjugat sempre la fantasia de l’home. Des que el 1895 H. G. Wells va
escriure La màquina del temps i durant tot el segle XX han
aparegut incomptables novel·les i pel·lícules que
descriuen les vicissituds que pateixen els agosarats viatgers del
temps. Tanmateix, no deixa de ser curiós que l’anàlisi
rigorosa d’aquesta possibilitat comencés a partir d’una obra de
ficció. Però per comprendre aquesta anàlisi i el
seu desenvolupament posterior, cal remuntar-se un cert temps enrere.
La primera descripció matemàtica del temps la donà
Isaac Newton el 1687. En la seva teoria, el temps fluïa
contínuament i de la mateixa manera per a tothom, és a
dir, era absolut, etern i immutable. A més, segons Newton,
l’espai i el temps eren dues entitats separades i independents,
noció encara habitual fora dels cercles més
especialitzats. El 1905, però, Albert Einstein proposà
que el temps no era absolut, sinó que, sota certes condicions,
podia fluir a ritmes diferents. Les idees d’Einstein van culminar el
1915 amb la formulació de la teoria de la relativitat general,
que representà el primer dels dos tombs que havia de patir la
física el segle XX. Aquesta teoria estableix que el temps i
l’espai no són independents, sinó que resten units en una
nova entitat anomenada espaitemps. L’espaitemps, format per tres
dimensions espacials i una de temporal, ja no és immutable. Es
tracta d’una entitat que pot patir deformacions causades per la
presència de matèria i energia i provocar alteracions
sorprenents en els fenòmens físics, la majoria de les
quals han estat comprovades experimentalment. D’aquesta manera, a
més de revolucionar les nocions de temps i espai, la relativitat
general proporciona una descripció de la gravetat
mitjançant la curvatura de l’espaitemps. Segons aquesta teoria,
per exemple, un estel com el sol doblega l’espaitemps de tal manera que
és aquesta deformació la que fa que els planetes girin al
seu voltant. A més de tot això, Einstein contribuí
a assentar les bases de la teoria que significà la segona
revolució física del segle: la mecànica
quàntica. Aquesta teoria, a través d’una
interpretació completament diferent de la natura, descriu el
món microscòpic mitjançant les tres interaccions
que, amb la gravetat, constitueixen les quatre forces fonamentals:
l’electromagnètica, la nuclear dèbil i la nuclear forta.
L’acte quotidià de viatjar al futur. És evident
que tothom viatja en el temps: tots ens movem de forma contínua
i inexorable cap al futur. El viatge en el temps, però,
s’entén com la possibilitat d’alterar aquest ritme i poder-se
traslladar al futur o al passat d’altres persones. Una de les
conseqüències més contrastades a nivell experimental
de la relativitat és l’alentiment del temps sota certes
condicions. El temps passa més lentament per a un observador que
es mou amb una velocitat elevada que per a un observador en
repòs, i aquest efecte és més notable com
més propera és la velocitat de l’observador a la
velocitat de la llum. Per tant, es podria donar el cas que algú
viatgés a bord d’una nau molt ràpida durant deu minuts
del seu rellotge i, en tornar, a la Terra hagués passat un any
sencer. Sens dubte, aquest viatger s’hauria traslladat un any cap al
futur. El fet que no existeixi una nau capaç d’assolir la
velocitat suficient per fer real aquest viatge és una
limitació exclusivament tecnològica. El viatge al futur
continua sent físicament possible. De fet, tothom viatja al
futur d’altres persones diàriament, perquè tothom es mou
amb una certa velocitat respecte altres persones diàriament. Les
velocitats habituals, però, són tan insignificants en
comparació a la velocitat de la llum que aquests viatges
quotidians al futur són imperceptibles.
Viatges al passat, una agència de viatges amb poc
futur. Des que Thorne obrí la capsa dels trons cap el 1985,
físics teòrics de tot el món han cercat
exhaustivament mecanismes que permetin tornar enrere en el temps,
és a dir, s’han dedicat a la construcció teòrica
de màquines del temps. Segons aquesta recerca, uns dels sistemes
amb més punts per erigir-se en una bona màquina del temps
són els anomenats forats de cuc. Els forats de cuc són
una mena de túnels que connecten regions allunyades de
l’espaitemps a través de dimensions addicionals. Aquesta
definició que sembla tan enrevessada no és difícil
de comprendre si imaginem un espai pla de dues dimensions, una cosa com
ara un full de paper, habitat per éssers bidimensionals, els
planons. Si el full es manté pla, un planó que visqui en
un dels extrems del paper està obligat a recórrer una
camí força llarg per visitar la seva promesa que viu a
l’altre extrem. Si es corba el full, el planó enamorat no hi
guanya gran cosa i encara ha de recórrer el mateix llarg
camí. Si entre els dos extrems del full corbat, però, el
departament d’obres públiques de la planura construís un
túnel aprofitant la tercera dimensió, el planó
seria feliç perquè podria visitar la seva promesa
recorrent un camí molt més curt. Així, és
possible desplaçar-se a punts de l’espai molt allunyats a
través d’aquestes dreceres. Si entenem aquest espai no com un
simple espai, sinó com un espaitemps en què el temps i
l’espai estan inextricablement enllaçats, és possible
també, sota certes condicions, desplaçar-se a instants de
temps allunyats emprant una quantitat de temps insignificant en el
trajecte. Per tant, sembla que els forats de cuc permeten, en principi,
viatjar en el temps. Ara bé, les preguntes que inevitablement
sorgeixen a continuació demanen quines condicions calen per
mantenir aquestes estructures a nivell macroscòpic i si aquestes
condicions són plausibles en el nostre univers. Actualment es
creu que per mantenir un forat de cuc obert, es requereix la
presència d’un tipus de matèria molt diferent de la
matèria ordinària que els físics anomenen
matèria exòtica. La mecànica quàntica
concedeix una certa probabilitat a l’existència d’aquesta
matèria exòtica en petites quantitats i en
circumstàncies força especials. Per tant, sembla que,
segons aquesta teoria, els viatges en el temps siguin possibles a
escala microscòpica. Malgrat això, tots els
càlculs indiquen que l’existència i estabilitat d’un
forat de cuc macroscòpic són altament improbables. Els
físics Hawking i Cassidy han estimat que la probabilitat que
algú pugui retrocedir en el temps és inferior a (un u
dividit per un u i un bilió de bilions de bilions de bilions de
bilions de zeros!), la qual es pot considerar, sense risc de perdre
rigor, pràcticament nul·la. És a dir, que les
lleis de la física conegudes avui indiquen que viatjar enrere en
el temps és gairebé impossible. De tota manera, aquestes
prediccions es fonamenten en una fusió provisional de la
mecànica quàntica i la relativitat general, les dues
teories fonamentals de la física que encara no se sap com fer
encaixar correctament. La resposta final a totes aquestes
qüestions, doncs, no s’obtindrà fins que no es tingui una
teoria quàntica de la gravitació, o una sola teoria en el
marc de la qual es puguin descriure les quatre interaccions fonamentals.
Canviar el passat, paradoxes i lliure albir. Un dels primers
problemes que plantegen els viatges al passat és la possibilitat
de canviar la història, cosa que condueix a paradoxes evidents.
Per exemple, què succeiria si algú retrocedís en
el temps i matés el seu avi, evitant així el seu propi
naixement i fent impossible el viatge al passat que li ha permès
cometre aquest crim? Estudiant aquest tipus de paradoxes, Igor Novikov
introduí un principi segons el qual la natura només
permet comportaments absolutament autoconsistents. Des d’aquest punt de
partida, aplicant les equacions de la relativitat general a sistemes
físics senzills, Kip Thorne comprovà
matemàticament la validesa d’aquest principi. Per tant, la
conclusió d’ambdós científics fou que si es pot
viatjar enrere en el temps, el passat mai no pot ser modificat de
manera que afecti el futur. El passat mes de juny els físics
Daniel Greenberger i Karl Svozil van presentar un treball que, emprant
tècniques de mecànica quàntica, també
arriba a aquest mateix resultat. Per tant, en aquest cas les dues
teories fonamentals de la física estan d’acord, i tot indica que
no van errades. Ara bé, un sistema físic senzill
és relativament fàcil d’estudiar. El comportament
humà, en canvi, és extremadament complex. Si algú
es presentés al passat i provés de matar el seu avi, tot
indica que les lleis de la natura li ho impedirien, malgrat que la
física no pot dir què seria exactament allò que
deturaria la seva mà. Aquest resultat pot semblar inconsistent
amb el concepte de lliure albir, però és que,
efectivament, el nostre lliure albir està limitat per les lleis
de la física. De la mateixa manera que ningú no pot volar
ni respirar dins l’aigua sense l’ajut de cap aparell, tampoc no es pot
canviar el passat. Com explica Novikov amb un somriure
melancòlic als llavis, tot i que algú aconseguís
retornar al Jardí de l’Edèn, no podria evitar que Eva
collís la poma de l’arbre.
Toni
Pou
25-07-05, El temps
