Hawking define las formas posibles de viajar en el tiempo


En un artículo publicado por la revista Daily Mail, el famoso físico británico Stephen Hawking, ha definido las vías que, según las teorías actuales de la física, podrían servirnos para viajar en el tiempo: agujeros de gusano agrandados, órbitas alrededor de agujeros negros o viajes a la velocidad de la luz podrían servir, al menos teóricamente, para desplazarnos hacia el pasado o el futuro. Pero estos viajes, aunque físicamente posibles, aún deben superar enormes dificultades técnicas para convertirse en realidad. Por Yaiza Martínez.

Agujeros de gusano agrandados o alcanzar la velocidad de la luz podrían servir para desplazarnos al pasado o al futuro.
Para entender las vías que, según Stephen Hawking en el artículo de la revista Daily Mail, podrían servirnos para viajar en el tiempo, explica la revista Discovery, se debe pensar, en primer lugar, en el tiempo como si éste fuera una dimensión más, similar a la altura, el ancho o la longitud de todas las cosas.

Hawking ilustra esta idea con el ejemplo de la conducción de un coche: los vehículos pueden ir hacia delante, en una dirección; pero también pueden ir hacia derecha o izquierda: ésa sería otra dirección. Por último, también pueden subir por una carretera de montaña (tercera dirección). La cuarta dimensión que el coche recorrería sería el tiempo.

Atajos en el espacio tiempo

Stephen Hawking
"A través del agujero de gusano, el científico puede verse a sí mismo como era hace un minuto. Pero ¿y si nuestro científico utiliza el agujero de gusano para matar a su anterior 'yo'? Ahora está muerto. Entonces, ¿quién hizo el disparo?"
¿Pero cómo podríamos hacer ese “giro” y desplazarnos hacia el futuro o el pasado? En primer lugar, según Hawking, en teoría podría hacerse a través de ciertos portales espacio-temporales conocidos como agujeros de gusano que, según las ecuaciones de la teoría de la relatividad, son "atajos" que recorren el espacio y el tiempo. El físico escribe que estos agujeros de gusano se encuentran por todas partes (en la llamada espuma cuántica o fundación del tejido del universo), a nuestro alrededor. El único problema que presentan para cualquiera que quiera viajar en el tiempo es que son demasiado pequeños (se encuentran en el nivel cuántico o subatómico de la materia) como para que en ellos quepan personas o medios de transporte espacio-temporal. Si fuera posible, con una técnica futura, hacer un agujero de gusano lo suficientemente grande, entonces, podríamos viajar a través de ellos a otros planetas situados a años luz de distancia del nuestro o quizás al pasado, para ver a los dinosaurios, afirma Hawking.

Los ríos del tiempo

Otra interesante idea que plantea Hawking sobre los viajes en el tiempo en su artículo es que éstos podrían hacerse navegando por los “cambiantes ríos del tiempo”. Según el físico, “el tiempo fluye como un río y parece como si cada uno de nosotros fuera inexorablemente arrastrado por su corriente” pero, de hecho, el tiempo es como un río en otro sentido: fluye a diferentes velocidades en distintos sitios, y ahí está la clave para el viaje al futuro. Esta idea fue propuesta por otro físico: Albert Einstein, hace un siglo. Einstein pensó que debía haber sitios donde el tiempo se desaceleraba y otros donde se aceleraba.

Tenía razón, escribe Hawking, y la prueba llegó con la red de satélites de posicionamiento global (GPS) que, además de ayudarnos a navegar por la Tierra, ha revelado que el tiempo va más rápido en el espacio: los precisos relojes instalados dentro de estas aeronaves ganan alrededor de un tercio de la billonésima parte de un segundo cada día. El problema no está en los relojes: lo que ocurre es que la masa de la Tierra arrastra al tiempo y lo hace más lento. Esta sorprendente realidad abre la puerta a la posibilidad de viajar en el tiempo, por los diversos ríos temporales, afirma el físico.

Aagujeros negros

Otra posibilidad para viajar en el tiempo, al menos en teoría, es la de los agujeros negros. Estos agujeros son regiones finitas del espacio-tiempo provocadas por una gran concentración de masa en su interior, con un enorme aumento de la densidad, que a su vez genera un campo gravitatorio de tal magnitud que ninguna partícula material, ni siquiera los fotones de luz, puede escapar de él.

Según Hawking, los agujeros negros tienen un efecto dramático en el tiempo, porque lo ralentizan más que cualquier otra cosa de la galaxia. Por tanto, estos agujeros son “máquinas del tiempo naturales”. Así, por ejemplo, si una nave espacial orbitara alrededor del agujero, tardaría 16 minutos en completar una órbita, desde la perspectiva de la agencia espacial que controlara la misión desde la Tierra. Para los astronautas, en cambio, sólo habrían pasado 8 minutos.

Agujero de gusano
Un agujero de gusano es un teórico "túnel" o un acceso directo, predicho por la teoría de la relatividad de Einstein, que une dos lugares en el espacio-tiempo - visualizado anteriormente como el contorno de un mapa en 3-D, donde la energía negativa atrae espacio y el tiempo en la boca de un túnel, que surgen en otro universo. Se consideran sólo hipotéticamente, ya que obviamente nadie ha visto uno, pero se han utilizado en películas como conductos para viajar en el tiempo - en la serie Stargate (1994), y en Time Bandits (1981), por ejemplo.
Cien años en una semana

Stephen Hawking propone, por último, otro medio de desplazamiento en el tiempo: los viajes a una velocidad cercana a la de la luz. Según el científico, viajar casi a la misma velocidad de la luz, que se mueve a 300.000 kilómetros por segundo, nos transportaría directamente al futuro. Para ilustrar esta posibilidad, Hawking utiliza el ejemplo de un tren de alta velocidad que saliese de una estación el uno de enero de 2050 y que pudiera dar siete vueltas a la Tierra cada segundo. A esa velocidad, en el interior del tren el tiempo transcurriría más lentamente que fuera. En una semana de viaje para los pasajeros, sin embargo, éstos llegarían a su destino 100 años después de haber salido, en 2150, según el tiempo terrestre común.

Aunque a escala macroscópica esta velocidad es imposible de alcanzar por el momento, lo cierto es que en el acelerador de partículas LHC (Gran Colisionador de Hadrones del CERN, en Ginebra), se ha logrado que unas partículas subatómicas que normalmente se desintegran inmediatamente después de aparecer y llamadas pimesones, se movieran a dicha velocidad. Como consecuencia su tiempo de vida se prolongó hasta 30 veces. Para hacer lo mismo con un ser humano, explica Hawking, necesitaríamos estar en el espacio y una nave que fuera 2.000 veces más rápida que el Apolo 10. Por tanto, parece que en teoría, viajar en el tiempo es posible, quizá sólo sea cuestión de esperar.

Cuestión de dinero, no de física

Los viajes en el tiempo ya no parecen, al menos para los científicos y a juzgar por una serie de investigaciones realizadas recientemente, sólo un sueño de la ciencia ficción. En los últimos años, se ha hablado de diversos avances en este terreno y en cuyo contexto las afirmaciones de Hawking cobran mayor sentido. Así, en 2007, por ejemplo, un equipo de científicos israelíes estableció un modelo teórico para el viaje en el tiempo que podría permitir a las generaciones futuras desplazarse al pasado. Sus cálculos, en concreto, demostraban que se podía generar un bucle espacio-temporal a partir únicamente de materia ordinaria y densidad de energía positiva.

Por otra parte, en 2006, un físico de la Universidad de Connecticut, en Estados Unidos, publicó que había creado un prototipo de máquina del tiempo que utilizaba energía luminosa en forma de rayos láser para curvar el tiempo y así desplazarse por él. Según este físico, con este método el ser humano podría viajar en el tiempo a lo largo de este mismo siglo.

En 2004, incluso, el físico Paul Davies llegó a afirmar en un encuentro de especialistas que “la máquina del tiempo esra cuestión de dinnero y no de física”. Es decir que, si hubiera inversiones para la investigación en este terreno, tal vez podrían superarse las dificultades tecnológicas de un viaje que, según las leyes de la física, es posible.

Fuente: tendencias21.net



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El espacio tiempo se distorsiona junto a los agujeros negros


El descubrimiento apoya la teoría de los viajes en el tiempo

Científicos norteamericanos han comprobado y medido por vez primera la distorsión del espacio tiempo que por efecto de la gravedad se produce en torno a un agujero negro. Cien años después de la formulación de la Teoría de la Relatividad, la ciencia confirma de nuevo una de las predicciones de Einstein, sobre las que se apoya además la teoría física de los viajes en el tiempo. Los datos se han obtenido mediante las observaciones realizadas por un satélite de la Nasa sobre un agujero negro bautizado como GRS 1945+105, situado a unos 40.000 años luz de la Tierra, en la constelación de Águila. Por Yaiza Martínez.

Energía desprendida de un agujero negro Un equipo de astrónomos ha descubierto evidencias que confirman que la enorme fuerza gravitacional de un agujero negro puede absorber todo aquello que le rodea, incluida la luz. Se trata de una serie de mediciones que muestran, además, cómo estos cuerpos celestes arrastran en su giro el espacio tiempo que los bordea, creando en sus cercanías un océano espacio temporal distorsionado.

La deformación del espacio-tiempo por la fuerza de gravitación fue predicha en Einstein. Las teorías especial y general de la Relatividad de Einstein, escritas en 1905 y 1916 respectivamente, mostraron que muy altas velocidades o una intensificación de la gravedad, pueden curvar el tiempo de la misma forma que lo haría una pelota sobre una lámina de goma.

Cuanta más elevada es la velocidad o más intensa la gravedad, mayor es la curvatura del tiempo, más conocida como dilatación. Sobre esta suposición se basa la teoría física de los viajes en el tiempo, ya que algunos científicos han usado estas distorsiones en el tiempo espacial para pensar posibles maneras en que podrían funcionar las máquinas de tiempo.

Jon Miller, del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics y Jeroen Homan, del Center for Space Research del MIT, en Massachussetts, han observado la distorsión del espacio tiempo por efecto de la gravedad con el satélite de la NASA Rossi X-ray Timing Explorer. Según Miller, autor de un artículo publicado en The Astrophysical Journal Letters, los datos obtenidos demostrarían las predicciones de Einstein acerca de la naturaleza difícilmente conocible de los agujeros negros.


Desvelados por los rayos X

Un agujero negro es una región del espacio donde las fuerzas gravitacionales son tan grandes que ni siquiera la luz puede evadirlas. Los gases y el polvo que le rodean se arremolinan a su alrededor y acaban cayendo dentro de él como el agua en una vasija.

Este proceso genera copiosas cantidades de luz, predominantemente de radiaciones de rayos X, sobre todo en las regiones más internas del llamado “disco de acrecimiento”, que se define como una estructura en forma de disco alrededor de un objeto central masivo.

Cerca del agujero negro, la gravedad es más intensa, pero la luz puede todavía encontrar un escape hacia el exterior de su atracción gravitacional. En esa “huida” de la luz hacia fuera, ésta pierde una energía que se emite en forma de rayos X, que los científicos pueden estudiar con telescopios de rayos X como el Rossi Explorer. De esta forma, es posible el acercamiento a los agujeros negros, que por su naturaleza oscura resultan prácticamente inasequibles.

La importancia de las mediciones de Miller y Homan radica en que, por primera vez, se ha descubierto una conexión entre dos características importantes que nos llegan a través de la observación de los agujeros negros: las llamadas “oscilaciones quasi-periódicas” u QPOs, y la amplitud de la línea k de las emisiones de los gases de hierro que rodean a los agujeros.


Coincidencia y cercanía

Las oscilaciones quasi-periódicas o QPOs hacen referencia a la forma en que la luz de los rayos X parece parpadear. La amplitud de la línea k de los gases de hierro describe las formas registradas en los espectros electromagnéticos de los rayos X (estos espectros son una herramienta con la que los científicos analizan ciertas características de la luz, como su energía).

La luz procedente de los átomos de los gases del hierro, al caer al interior del agujero negro, emite una frecuencia específica que crea una línea brillante en el espectro. Esta línea se ensancha, o se estrecha para bajas energías, debido a que la luz pierde energía cuando sale de un campo gravitacional.

Usando el Rossi Explorer, Miller y Homan han estudiado un agujero negro bautizado como GRS 1945+105, situado a unos 40.000 años luz de la Tierra, en la constelación de Águila. Los científicos notaron que una baja frecuencia QPO de 1 a 2 hertzios estaba relacionada con ciertos cambios en la línea k.

El hecho de que ambas señales se encuentren en sincronía y no se vean afectadas por otros fenómenos, sugiere que ambas suceden muy cerca del agujero negro. Y esto, dicen los científicos, elimina una teoría que afirmaba que las líneas k de los gases de hierro se originaban lejos del agujero negro.


Nuevas cuestiones

El descubrimiento genera sin embargo la siguiente pregunta: ¿qué causa la conexión entre ambas mediciones? La alta frecuencia QPOs parece provenir de la materia que gira alrededor del agujero negro, que brilla intensamente. La materia se mueve mucho más rápido alrededor de un agujero negro que en cualquier otro lugar. Las frecuencias que se registran son, por lo tanto, de cientos de hertzios, o de cientos de revoluciones del disco de acrecimiento por segundo.

En cambio, las bajas frecuencias QPOs son un profundo misterio. Normalmente son de 1 a 10 hertzios y son muy comunes en muchos sistemas binarios con agujeros negros. Un sistema binario es aquel formado por dos estrellas, que puede estar compuesto asimismo por un agujero negro.

Miller y Homan afirman que estas bajas QPO del sistema del agujero negro GRS 1915+105 pueden deberse a una deformación del espacio-tiempo. En este caso, el oscilamiento de la frecuencia baja QPO estaría causado por el arrastre de la estructura geométrica del espacio situado alrededor del agujero negro. Es lo que se conoce como el “efecto Lense-Thirring”, desarrollado a partir de la Teoría General de la Relatividad de Einstein.


El efecto Lense-Thirring

Enunciado en 1997 y recientemente también verificado, el efecto Lense-Thirring es el que describe el movimiento rotatorio de la Tierra. Este efecto consiste en el "arrastre" de la estructura geométrica del espacio-tiempo debido al movimiento del cuerpo que origina al campo gravitatorio-inercial.

La rotación de la Tierra o de cualquier otro cuerpo debería producir -según la Relatividad General- un arrastre de la estructura geométrica que su propia masa genera al curvar el espacio-tiempo.

La deformación espacio temporal podría incrementar la superficie del área del disco de acrecimiento. La amplitud de las líneas k depende de la superficie de dicha área. Así, este incremento momentáneo en la superficie del área, que oscila entre 1 ó 2 hertzios, podría explicar los cambios repetitivos observados en las líneas k de los gases de hierro.

Cada vez que el gas de hierro encuentra la deformación del espacio tiempo, la luz sufre una sacudida y el ancho de las líneas k modifica su apariencia.

Miller y Homan advierten de que ésta es sólo una de las posibles explicaciones derivadas de sus observaciones, y de que otras explicaciones también serían posibles. Lo que parece claro, dicen los científicos, es que parece haber una conexión entre las QPOs y el ancho de las líneas k, lo que significa que los científicos están más cerca que nunca de conocer como nunca la realidad de los agujeros negros.

Fuente: © Tendencias 21


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