La relatividad general y mecánica cuántica explican el tiempo de una manera radicalmente diferente - la conciliación de ellas es la clave para una teoría que abarque a ambas.
Implacable, elusivo y exasperante difícil de definir. No sólo el tiempo es uno de los misterios existenciales, sino que también es la clave para el reto más ambicioso en la física teórica – el de expresar el complejo funcionamiento de este vasto universo en una única y elegante teoría, una teoría del todo.
Tal teoría uniría la relatividad general, la teoría de Einstein de la gravedad, que describe el funcionamiento del espacio y el tiempo, con la mecánica cuántica, la teoría infinitamente extraña, pero totalmente convincente que describe la física de la materia. Y es aquí donde hemos estado luchando por casi un siglo.
La relatividad general y la mecánica cuántica ofrecen descripciones radicalmente diferentes del tiempo, y esta diferencia es una fuente principal de sus obstinadas negativas a ser unificadas. Si queremos avanzar, algo tiene que ceder - y muchos sospechan que tendrá que ser el tiempo.
Hace casi un siglo, Einstein demostró que el tiempo no es el ingrediente fundamental de la realidad que alguna vez se pensó que era. Su teoría de la relatividad general unió al espacio y el tiempo en una entidad unificada llamada espacio-tiempo, que puede estirarse y arrugarse con la presencia de materia o energía, lo cual produce la curvatura del espacio-tiempo que sentimos como la fuerza de la gravedad. Pero el problema con el espacio-tiempo es que esta congelado. El espacio-tiempo como un todo no se puede desarrollar con el tiempo porque él, es tiempo- no hay reloj que pueda situarse fuera del universo.
Según la relatividad general, lo que experimentamos como el flujo del tiempo es una especie de ilusión generada por la situación de mezcolanza en el que diferentes observadores rebanan al unificado espacio-tiempo en el espacio y el tiempo con sus puntos de vista individuales.
En la mecánica cuántica, la situación es radicalmente diferente.A diferencia de la relatividad general, donde el tiempo está contenido dentro del sistema, la mecánica cuántica requiere de un reloj que se encuentra fuera del sistema, marcando aparte los segundos del universo en la misma forma para todos los observadores. Esto se debe a que los sistemas cuánticos son descritos por funciones de ondas,las cuales codifican las probabilidades de los resultados de cualquier medición que se podría optar por hacer, y esas funciones de onda se desarrollan en el tiempo.
Es una regla fundamental de la mecánica cuántica que las probabilidades siguen siendo las mismas con el paso del tiempo. Para hacer cumplir esta norma, el tiempo en el que la función de onda evoluciona debe ser único y el mismo para todos.
Para avanzar en la búsqueda de unir la relatividad general con la mecánica cuántica, tenemos que trabajar con una visión única del tiempo. Pero, ¿cuál es la correcta?
Depende a quién se le pregunte. Algunos creen que Einstein tiene la razón, y la teoría cuántica debe ser modificada. Carlo Rovelli, un físico del Centro de Física Teórica en Marsella, Francia, ha cambiado las reglas de la mecánica cuántica de manera que no hagan referencia al tiempo (ver aquí).
"Para mí, la solución al problema es que en el nivel fundamental de la naturaleza no hay tiempo para nada", dice Rovelli. En su opinión, la mecánica cuántica no tiene que describir cómo los sistemas físicos evolucionan en el tiempo, sino sólo su evolución en relación con otros sistemas, tales como observadores o aparatos de medición. "La física no es acerca de" cómo se mueve la luna por el cielo en el tiempo? " sino "¿cómo se mueve la luna en el cielo con respecto al sol? '", dice. "El tiempo está en nuestra mente, no en la realidad física básica".
Otros están en desacuerdo. El físico Fotini Markopoulou del Instituto Perimeter de Física Teórica en Waterloo, Ontario, Canadá, ha argumentado que el tiempo existe en el nivel más básico de la realidad -, pero para dar cabida al tiempo, el espacio tiene que excluirse (ver aquí). En su modelo, llamado "graphity cuántica",los ingredientes básicos de la realidad son los eventos cuánticos que están ordenados en el tiempo, y a partir de ellos el espacio, junto con la gravedad y la teoría de Einstein, se esperan que surjan a escalas mayores y menores energías. En este escenario, la teoría cuántica gana la batalla del tiempo y la relatividad general sólo tiene que ceder .
Para otros, no es suficiente declarar a la mecánica cuántica o a la relatividad general como vencedor del tiempo. De acuerdo con Dean Rickles, un filósofo de la ciencia en la Universidad de Sydney en Nueva Gales del Sur, Australia, ninguna teoría es en última instancia la correcta . "Es muy probable lo que pensamos de que el tiempo emerge desde algo más profundo, más primitivo con una estructura no temporal ", dice.
En cuanto a la teoría del todo, dice Rickles, "hay un largo camino por recorrer, pero ciertamente parece que el concepto de tiempo jugará un papel crucial".
fuente de la información:
http://www.newscientist.com/article/mg21128330.600-about-time-countdown-to-the-theory-of-everything.html
