Tiempo al tiempo

En la última edición de New Scientist aparece en la portada un trabajo de Itzhak Bars, Físico de la Universidad USC, que propone una de esas teorías excéntricas que podría acabar siendo una genialidad si se confirma. Según las investigaciones de Bars, el Universo tendría dos dimensiones temporales, y no una como creemos: una dimensión enteramente temporal y otra espacial, que hasta el momento han pasado completamente inadvertidas.

Repasemos lo que sabemos hasta ahora:

El primer modelo matemático para el tiempo y el
espacio lo proporcionó Isaac Newton (1687) en sus Principia. En este modelo el tiempo y el espacio constituyen un fondo donde ocurren los sucesos. El tiempo está separado del espacio y por tanto no es afectado por los sucesos que en éste último se produjeran. En este modelo el tiempo es como una línea recta, como una autopista, infinita en ambas direcciones. El propio tiempo es considerado eterno, siempre ha existido y seguirá existiendo siempre.

En 1915 Albert Einstein propuso su Teoría General de la Relatividad, un modelo nuevo donde se combina la dimensión temporal con las tres espaciales para formar un contínuo espacio-tiempo. En este modelo se incorporan los efectos de la gravedad, y podemos decir por tanto que el Universo no es un plano, ya que está deformado por la materia y la energía.

Podemos imaginarlo usando una lámina de goma
en la que depositamos una gran bola de acero: esta bola representa un cuerpo cósmico con gran masa, como el Sol. El peso de la bola curva la lámina. Si ahora hacemos rodar pequeñas bolas sobre la lámina de goma, no irán en línea recta, sino que sus trayectorias serán desplazadas por esta curvatura, girando alrededor de la bola grande. De esta manera es como funcionan los campos gravitatorios, aunque teniendo en cuenta que éstos actúan en tres dimensiones espaciales. Pero a diferencia de la teoría de Newton, aquí el tiempo está entrelazado con el espacio, de manera que no se curva el espacio sin involucrase el tiempo. El tiempo también adquiere forma. En la relatividad general, el tiempo y el espacio no existen independientemente del Universo o separadamente uno del otro.


Representación del efecto de la gravedad - Imagen tomada de iac.es


Y ahora para complicar las cosas aún más, este científico propone que el Universo no tiene una dimensión temporal, sino dos. Podemos decir que el tiempo no sería la línea que une el pasado con el futuro, sino que según esta hipótesis en realidad es una curva dentro de .. ¡¡¡ seis dimensiones !!!, cuatro espaciales y dos temporales. Y es que esto no es tan simple... Una dimensión extra del tiempo no es suficiente. Se necesita además una dimensión adicional del espacio. Es la única forma para producir ecuaciones que funcionen con la nueva teoría.

Las dimensiones adicionales del espacio no son algo nuevo. Los científicos llevan trabajando con ellas desde hace años intentando unificar la Teoría de la Gravedad y la Teoría Cuántica, las dos teorías parciales fundamentales que utilizan los científicos para describir el universo. Recordemos que la Teoría de la Relatividad General describe la fuerza de la gravedad y la estructura a gran escala del Universo. La Mecánica Cuántica, por el contrario se ocupa de fenómenos a escalas extremadamente pequeñas. Pero hasta ahora estas dos teorías son inconsistentes entre sí. Falta algún eslabón entre las dos...

Y ese eslabón podrían
ser estas dimensiones adicionales del espacio, que serían tan pequeñas que no las notaríamos, algo así como una billonésima de una billonésima de un centímetro, aunque algo tan pequeño como una partícula subatómica sí que podría detectar su presencia. Según se cree el Big Bang que inició el crecimiento del Universo hace 14 mil millones de años expandió sólo tres dimensiones espaciales, dejando el resto muy pequeñas. Muchos teóricos de hoy creen que existen hasta 11 dimensiones, 10 espaciales y una temporal :esta es la llamada Teoría M.


Evolución del Universo desde el BigBang - Imagen tomada de 20minutos.es

Pero lo que Bars nos propone es una nueva dimensión temporal, que podría tener importantes consecuencias si esto fuera así, ya que habría que revisar los principios fundamentales de la física. Y entre las consecuencias : al dejar de ser el tiempo una línea para convertirse en un plano, éste podría enrollarse sobre sí mismo, permitiendo los viajes en el tiempo
.

“Mi esperanza”, dice Bars, “es que este camino que estoy siguiendo me lleve al lugar adecuado”.

Y es que para comprender el origen y el destino del Universo, necesitamos una teoría cuántica de la gravitación, una teoría unificada completa y consistente de todo el Universo.


¿Será esta formulación el descubrimiento clave para una teoría unificada? ¿Qué supondría descubrir la teoría última del Universo?

En palabras de Stephen Hawking: “Si se encontrase una teoría que fuese matemáticamente consistente e hiciese predicciones que estuviesen de acuerdo con las observaciones, llegaríamos al momento cumbre de la lucha intelectual por comprender el Universo ... Aunque sólo sería el primer paso hacia la comprensión de lo que sucede a nuestro alrededor y de nuestra propia existencia”.

Fuentes:
El Universo en una cáscara de nuez- Stephen Hawking
Barrapunto.com

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8 comentarios:

orejonkz dijo...

Muy educativo a la vez que ilustrativo.
Realmente la entrada es muy interesante, puede tratarse de una auténtica revolución.
Las posibilidades que esto abriría serían inimaginables.
Al final los grandes clásicos de la ciencia ficción va a resultar que son visionarios, je je.

Lo que no acabo de entender de la entrada es la segunda dimensión temporal, ¿podrías explicarmelo de alguna manera más gráfica?

Estos nuevos avances te dan la sensación de vivir en un momento que puede ser clave en la historia de la humanidad.
Esperaremos acontecimientos.
Hasta luego.

i75mara dijo...

Es algo complicado de explicar (y de entender), ya que se trata de un principio de física teórica que requiere el empleo de herramientas matemáticas. Todo esto tiene que ver con las simetrías...

En la física clásica, una partícula en movimiento se describía completamente por su momento (su masa por su velocidad) y su posición. Pero la física cuántica dice que no se pueden conocer con precisión estas dos propiedades al mismo tiempo.

Esta teoría de Bars altera las leyes del movimiento, declarando que la posición y el momento son indistinguibles en un momento de tiempo dado. Y esto puede relacionarse matemáticamente con una simetría, ya que cambiar posición por momento hace que no se produzcan cambios en la física, como ocurre en un espejo que intercambia derecha e izquierda sin que se produzcan cambios de apariencia .. (recordemos nuevamente a Alicia en 'a través del espejo')

Y como en la física momento y posición difieren ya que el momento incorpora velocidad (masa por velocidad), y como la velocidad es la relación entre espacio y tiempo .. al intercambiarse posición y momento, por esta simetría que hemos hablado no debería cambiar nada, por lo que la posición necesita una dimensión de tiempo también ..

Sé que es un 'poquito' complicado, y por eso no lo he puesto en la entrada ..

Sabía que te iba a gustar la entrada ;)

Y sí .. los escritores de ciencia-ficción suelen ser visionarios ..

Myriam dijo...

Ahora entiendo como os sentís cuando leeis las entradas que yo pongo de biología... madre mía que lío!!
Pero he de decir que aún me he enterado de bastante, desde mis modestos conocimientos en física. Me parece muy interesante y, aunque mi cabeza no puede concebir 4 dimensiones espaciales ni 2 temporales, si fuera verdad revolucionaría muchos campos de la ciencia y la ingeniería.
La frase de Hawkin me ha encantado.
Y bueno, ya que has nombrado el principio de incertidumbre de Heisenberg voy a contar un chiste (malo); ¿Por qué Heisemberg no tuvo hijos?...
Porque cuando encontraba el momento no encontraba el lugar.
Vale, no me mates por el chiste. Muy chula la entrada, de verdad

i75mara dijo...

jajajajajaja .. Buenísmo lo de Heisenberg. No lo conocía .. Me lo apunto !!

Entre ese y el del gato de Schrödinger : "Tenemos al gato de Schrödinguer sano y salvo .. No,espera ... "

(También conocida como la crueldad con animales .. por ahí publiqué un post al respecto para quien no lo entienda. Se supone que según ese expirmento el gato estaría muerto y vivo al mismo tiempo .. cosas de la naturaleza ondulatoria de la materia). Que cosas !! En fin ..

Rodi dijo...

No me canso de descubrir cosas como éstas gracia tu blog. Un artículo que nos demuestra que aun nos quedan muchas cosas por saber sobre nosotros y sobre el universo.

Saludos.

daviccy dijo...

Llevo tiempo leyendo el blog en silencio, pero esto de la segunda dimensión del tiempo me ha puesto los pelos de punta!!

Aunque no comprenda del todo la explicación científica, he mirado el post como los bebés a los que les fascina el movimiento de unas llaves, medio hipnotizado...

Te agradezco mucho que hagas el esfuerzo de explicárnoslo, a mentes adimensionales como la mía. Seguramente no haya entendido demasiado pero sigo hipnotizado pensando en el tema.

i75mara dijo...

Hola daviccy ! Me alegra que te haya gustado. Esta noticia saltó en la red hace varias semanas, y lo único que he hecho es recoger información intentando contrastarla lo mejor posible. La verdad es que es una noticia cuanto menos sorprendente, aunque no es la primera vez que alguien propone algo así. Si te interesan estos temas y no dominas mucho los temas de Relatividad te aconsejo que leas el enlace que tengo puesto, un artículo de Pere Estupinyà llamado "La revolución de Einstein". Seguro que después te quedarán claros muchos aspectos de esta movida... Piensa en la siguiente frase del premio nobel de física Murray GellMann: "Hay una diferencia mayor entre un ser humano que sabe Mecánica Cuántica y otro que no, que entre un ser humano que no sabe Mecánica Cuántica y los otros grandes simios". Yo añadiría a esto también la Relatividad. Y que conste que yo no soy un experto en estos temas !!
Cuando conoces algunos de estos principios ves las cosas de otra manera ..

Me alegra que te hayas animado a participar. Esto es lo que hace más interesante un blog, saber que hay alguien que lee lo que escribes, esté de acuerdo con lo que cuentas o no.

He intentado entrar en tu blog pero no he podido por ahora, se queda colgada la página. En cuanto pueda entrar echaré un vistazo a ver que nos cuentas ...

Un saludo

Alejandro dijo...

Curioso.
Cuando resolvía ecuaciones en la Universidad casi nunca consideraba que fuesen más que relaciones "simples" y es que matrices con varias dimensiones... eran solo matrices con varias dimensiones... Habrá que estudiar los conceptos asociados y aprender un poquito más...