Posteado por: Samuel Tarazona | 8 marzo, 2010

Viajes en el Tiempo (Parte IV): Principio de Causalidad y Paradojas Temporales

 Principio de Causalidad y Paradojas Temporales

El principio de causalidad sostiene que todo evento debe tener una causa. En la física clásica se asumía que todo evento era causado por otro evento y esta causalidad podía ser explicada por alguna ley de la naturaleza, de modo que conociendo las condiciones iniciales de cualquier sistema podía predecirse el comportamiento futuro del mismo (determinismo causal) Al ingresar en el campo de la física relativista hay que ajustar el concepto de causalidad y aclarar que la precedencia de un evento como causa de otro en el tiempo debe darse para observadores inerciales que se encuentren en el mismo cono de luz. Esto se aplica incluso para soluciones como el universo de Gödel y curvas cerradas de tipo tiempo.

Heisenberg

En mecánica cuántica se debe tener en cuenta el principio de incertidumbre de Heisenberg según el cual no se puede tener certeza de un evento sino solo una probabilidad de ocurrencia del mismo (por ejemplo, no se puede saber la posición y velocidad de una partícula al mismo tiempo pues la observación de una modifica la otra, sin embargo, puede determinarse la probabilidad de los valores que pueden adoptar) Si bien este principio puede a primera vista contraponerse al principio de causalidad solo lo hace a un nivel determinista (si no se pueden conocer con exactitud las condiciones iniciales no se puede determinar el comportamiento futuro del sistema) Los cálculos probabilísticos han demostrado exactitud al momento de hacer las predicciones lo cual resulta intrigante pues al parecer el concepto de causalidad es parte integral de los procesos naturales.

Lo anterior tiene relevancia en nuestro tema debido a que de ser posible un traslado hacia atrás en la línea de tiempo podría ser posible a través de nuestros actos modificar los hechos del pasado y como consecuencia los futuros. Esto violaría el principio de causalidad y se producirían lo que se conoce como paradojas temporales. Estas paradojas ocurren cuando un viajero en el tiempo hace modificaciones en el pasado impidiendo que se produzca algún evento cuyo efecto es condición inicial de su viaje. Si las condiciones iniciales del viaje fueron modificadas el viajero no podría haber regresado en el tiempo.

El más claro ejemplo de paradoja del tiempo esta señalada por la “paradoja del abuelo”: un viajero regresa en el tiempo y accidental o premeditadamente asesina a su abuelo antes de que este conociera a su abuela. Como consecuencia alguno de sus padres nunca nació y el mismo no nació, por tanto no pudo existir para realizar el viaje donde mataría a su abuelo. La contradicción resulta clara y habiéndose señalado que existen teorías donde el viaje en el tiempo es una posibilidad y que el principio de causalidad es válido se requiere una forma de interpretar estas paradojas o explicar como funcionaría desde el punto de la física la resolución de estas contradicciones.

El principio de auto consistencia de Novikov indica que la probabilidad de eventos que generen paradojas es cero. Este principio es una generalización del estudio de Novikov junto con otros autores (entre los que se encontraba Kip Thorne) del comportamiento causal en una curva cerrada temporal. Los eventos dentro de la curva cerrada son consistentes y unos influyen a otros alrededor del ciclo por lo que las paradojas están descartadas. En el universo real los únicos viajes posibles al pasado serán aquellos que generen efectos que hayan sido verificados antes de realizar el viaje o que permitan la realización de dicho viaje. Posteriormente Kip Thorne extendió su estudio a los agujeros de gusano señalando que no existen condiciones iniciales que induzcan a paradojas una vez que es introducido el viaje en el tiempo en los cálculos. La generalización de estos argumentos supone que ninguna de las supuestas paradojas formuladas pueden ser expresadas en términos físicos reales de ningún nivel y pueden ser reformuladas para permitir soluciones consistentes. Si bien en el ámbito matemático teórico estas afirmaciones pueden demostrarse, en filosofía resultan más que discutibles. ¿Cuál es la fuerza real que impedirá la realización de una paradoja, digamos, como la del abuelo? ¿El viajero asesino podrá cometer el crimen sin que su existencia se vea afectada? ¿Podrá seguir con su vida atrapado en ese pasado sin que nadie mas sepa de él o por el contrario desparecerá misteriosamente como consecuencia de no haber nacido nunca? ¿Cuáles serían los efectos en la conciencia del viajero o en sus recuerdos?

Otra forma de solución a las paradojas temporales viene dada por una variante de la interpretación de los múltiples mundos de Everett de la mecánica cuántica. Según esta interpretación todas las probabilidades de ocurrencia de un evento cuántico de hecho ocurren pero en universos diferentes. En un viaje al pasado los efectos de los sucesos que se vean afectados se darían lugar en un universo separado, es decir, otra línea de tiempo. En el caso de nuestro viajero el hecho de matar a su abuelo originaría una nueva línea de tiempo en una suerte de realidad alterna. En esta nueva línea de tiempo el viajero no nacerá pero el viajero quedará atrapado en ella sin posibilidad de volver al universo de origen y los eventos del universo original no se verán afectados. Si bien la interpretación de Everett cuenta con el apoyo de algunos físicos su aplicación como resolución de paradojas temporales no tiene igual aceptación.

S. Hawking

Stephen Hawking también ha especulado sobre el tema con su famosa “conjetura de protección cronológica” según la cual las leyes de la física impiden que se formen curvas cerradas temporales o causa que los agujeros de gusano colapsen al elevarse la densidad de la energía al infinito dentro del horizonte Cauchy (donde se podrían formar las curvas cerradas) evitando que cualquier tipo de materia macroscópica ingrese a él. Los cálculos actuales demuestran ello debido a que se usa la gravedad semi-clásica para agregar los efectos de la mecánica cuántica a la teoría de la relatividad. La ausencia de una teoría de gravitación cuántica hace imposible demostrar la validez o no de esta conjetura la cual elimina la posibilidad de las paradojas al imposibilitar el viaje en el tiempo. Estas ideas se vieron mediáticamente difundidas en la explicación de Hawking de que este tipo de viajes no es posible debido a que no hemos sido visitados por turistas del futuro. Hawking sin embargo, evitó mencionar que de darse dichos viajes en una curva cerrada de tipo tiempo no se podría retroceder más atrás del punto en que esta se inició y que se sepa actualmente no se ha puesto en marcha ningún dispositivo que genere este tipo de curvaturas.

Como podemos apreciar, el tiempo es un concepto que atrae al hombre desde hace miles de años, desde filósofos a científicos y hoy con los avances en física que se han hecho se ha vuelto un campo de estudio que divide a los estudiosos en el tema pero que, no dudamos, seguirá engendrando nuevas teorías y dilemas filosóficos. Como bien dijo el físico Paul Davies, “No es serio porque algunos de nosotros pensemos que vamos a construir una máquina para viajar en el tiempo. Es serio porque para nosotros es importante descubrir la estructura causal del espacio tiempo”.

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Responses

  1. Me quedo con la frase: “La ausencia de una teoría de gravitación cuántica hace imposible demostrar la validez o no de esta conjetura”…. Creo que hasta que no exista una Teoría de la Gravitación-Cuantica, cualquier posibilidad de viaje en el tiempo controlada por el hombre queda reducida a Cero…. Muy buen articulo..!

  2. Si Hawking dice que este tipo de viajes no es posible debido a que no hemos sido visitados por turistas del futuro. entonces diría que estamos en una constante competencia para ser el mejor; con los Universos paralelos.

  3. Muy interesante… Me atrae mucho el tema… Me gustaria recibir mas informacion sobre esto a mi correo…


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