Per què els viatges en el temps poden ser més possibles del que creieu, segons la física

El concepte de viatge en el temps sempre ha capturat la imaginació dels físics i dels laics. Però és realment possible? Per descomptat que ho és. Ara ho estem fent, oi? Tots ens desplacem cap al futur un segon a la vegada.

Però no era el que pensaves. Es pot viatjar molt més enllà del futur? Absolutament. Si poguéssim viatjar a prop de la velocitat de la llum o en la proximitat d’un forat negre, el temps es reduiria, cosa que ens permetrà viatjar de manera arbitrària cap al futur. La pregunta realment interessant és si podem viatjar enrere al passat.

Vegeu també: ‘Future Man’ fa que el ‘Doctor Who’ es desplaci a la mirada amb una AF feble

Sóc professor de física a la Universitat de Massachusetts, Dartmouth, i vaig escoltar per primera vegada la noció de viatge en el temps quan tenia 7 anys, a partir d'un episodi de 1980 de la sèrie de televisió clàssica de Carl Sagan, Cosmos. Vaig decidir bé, llavors, que algun dia seguís un profund estudi de la teoria que subjeu tals idees creatives i notables: la relativitat d’Einstein. Vint anys més tard, em vaig presentar amb un doctorat. des del camp i des de llavors han estat un investigador actiu en la teoria.

Ara, un dels meus estudiants de doctorat acaba de publicar un article a la revista Gravetat clàssica i quàntica que descriu com construir una màquina del temps utilitzant una construcció molt senzilla.

Corbes tancades de temps

La teoria de la relativitat general d’Einstein permet la possibilitat d’orientar el temps a un nivell tan elevat que realment es plega sobre si mateix, resultant en un bucle de temps. Imagineu-vos que esteu viatjant per aquest bucle; això vol dir que en algun moment acabaríeu en un moment del passat i començarias a experimentar els mateixos moments des de llavors, una vegada més, com un déjà vu, excepte que no ho sabrien. Aquestes construccions són sovint anomenades "corbes temporals tancades" o "CTCs" a la literatura de recerca i es refereixen popularment com a "màquines temporals". Les màquines de temps són un subproducte de plans de viatge eficaços, més ràpids que lleugers i la seva comprensió. pot millorar la nostra comprensió de com funciona l’univers.

Durant les últimes dècades, físics coneguts com Kip Thorne i Stephen Hawking van produir un treball fonamental sobre models relacionats amb les màquines del temps.

La conclusió general que s’ha trobat a partir d’investigacions anteriors, incloent Thorne’s i Hawking’s, és que la natura prohibeix els bucles de temps. Això potser s’explica millor a la “Conjectura de protecció de la cronologia” de Hawking, que diu que la naturalesa no permet canvis en la seva història passada, evitant així les paradoxes que poden sorgir si el viatge en el temps era possible.

Potser la més coneguda de les paradoxes sorgides a causa dels viatges temporals al passat és l'anomenada "paradoxa avi" en què un viatger torna al passat i assassina el seu propi avi. Això altera el curs de la història de manera que sorgeix una contradicció: el viatger mai va néixer i, per tant, no pot existir. Hi ha hagut moltes trames de pel·lícules i novel·les basades en les paradoxes que es deriven del viatge en el temps, potser algunes de les més populars siguin les Retorn al futur pel·lícules i Dia de la marmota.

Matèria exòtica

Depenent dels detalls, diferents fenòmens físics poden intervenir per evitar que es desenvolupin corbes de temps tancades en sistemes físics. El més comú és el requisit per a un tipus particular de matèria "exòtica" que ha de ser present per tal que existeixi un bucle de temps. Parlant lliurement, la matèria exòtica és la matèria que té massa negativa. El problema és que la massa negativa no existeix a la natura.

Caroline Mallary, estudiant de doctorat a la Universitat de Massachusetts Dartmouth, ha publicat un nou model per a una màquina del temps a la revista Gravetat clàssica i quàntica. Aquest nou model no requereix cap material exòtic de massa negativa i ofereix un disseny molt senzill.

Vegeu també: com s'explica "la cinquena dimensió de les arrugues en el temps amb la teoria de la supercultura"

El model de Mallary està format per dos cotxes super llargs, construïts amb un material que no és exòtic, i que tenen una massa positiva aparcada en paral·lel. Un cotxe avança ràpidament i deixa l’altre aparcat. Mallary va ser capaç de demostrar que en aquesta configuració es pot trobar un bucle de temps a l'espai entre els cotxes.

Llavors, podeu construir-ho al vostre jardí?

Si sospiteu que hi ha una captura, teniu raó. El model de Mallary requereix que el centre de cada cotxe tingui una densitat infinita. Això vol dir que contenen objectes, anomenats singularitats, amb una densitat, temperatura i pressió infinites. A més, a diferència de les singularitats presents a l'interior dels forats negres, que els fan totalment inaccessibles des de l'exterior, les singularitats del model de Mallary són completament nudes i observables i, per tant, tenen efectes físics reals.

Els físics tampoc no esperen que existeixin objectes tan peculiars a la natura. Per desgràcia, una màquina del temps no estarà disponible aviat. No obstant això, aquest treball demostra que els físics poden haver de refinar les seves idees sobre per què les corbes tancades en el temps estan prohibides.

Aquest article va ser publicat originalment a The Conversation de Guarav Khanna. Llegiu l'article original aquí.