La flecha del tiempo


Todos conocemos la inexorable marcha del tiempo. A diferencia del espacio, el tiempo tiene una dirección de preferencia: mientras que somos libres de movernos hacia adelante o hacia atrás, a la izquierda o a la derecha, arriba o abajo, el tiempo avanza siempre del pasado hacia el futuro. Es como una flecha que se mueve en una sola dirección. Contrariamente a lo que se podría pensar, la mayor parte de las leyes de la física son "insensibles" a la flecha del tiempo. Por ejemplo, las leyes de la mecánica describen de igual manera como una taza cae de una mesa y se rompe en pedazos, que el proceso inverso en el que los pedazos se juntan para formar una taza la cual brinca del suelo a la mesa. Dónde se esconde la flecha del tiempo?

Sabemos de unos cinco o seis procesos que diferencian al pasado del futuro, siendo el mas familiar nuestra propia percepción: la flecha "sicológica" del tiempo. Recordamos el pasado e ignoramos el futuro. Dentro de la física, la rama mas relacionada con la flecha del tiempo es la termodinámica, que estipular que el desorden en un sistema cerrado siempre aumenta: una taza rota con el agua desparramada en el suelo es un sistema mas desordenado que la taza en una solo pieza conteniendo la misma cantidad de agua. El desorden puede medirse en términos del número de "maneras puede estar nuestro sistema". Hay mas maneras de tener el agua desparramada por el suelo que contenida en una taza, y hay mas maneras de tener los pedazos de taza tirados en el suelo que juntos formando una sola taza. Esta ley de la termodinámica tiene su origen en el comportamiento estadístico de sistemas compuestos por muchos elementos, y de hecho este aumento del desorden con el tiempo aparece mas allá de la física, como en la informática o -como bien saben los padres de familia- en el inmenso número de formas en que puede estar desordenado el cuarto de los niños. Es altamente probable que la flecha termodinámica del tiempo sea la responsable de nuestra percepción temporal. Si pudieramos memorizar todo un libro, habríamos adquirido aproximadamente dos millones de bits de información, aumentando "el orden" en nuestro cerebro. Pero para lograr esto requeriríamos ingerir no menos de mil calorias de "energía ordenada" (comida!), las cuales convertiriamos en "energía desordenada" (como sudor y otros deshechos), aumentando en una proporción muchisimo mayor el desorden a nuestro alrededor. El balance neto es un aumento en el desorden del Universo.

Existe otra importante flecha del tiempo: la flecha "cosmológica" definida por la expansión del Universo: nosotros vemos que el Universo se expande. Cuál es la relación entre la flecha cosmológica y la flecha termodinámica? O en otras palabras, que pasaría si el Universo dejara de expanderse y empezara a contraerse? empezaríamos a recordar el futuro y a ver pedazos de taza juntarse y saltar a las mesas? Esto sucedería si ambas flechas del tiempo son manifestaciones de una sola, a veces llamada "la flecha maestra" del tiempo. Si la expansión del Universo es realmente la flecha maestra del tiempo, entonces una eventual contracción del Universo haría que el tiempo fluya en la dirección opuesta. Lo que determina si habrá o no una contracción es la cantidad de materia en el Universo. Mientras que algunos estudios teóricos sugieren que el Universo contiene exactamente la cantidad necesaria de materia para detener su expansión, las observaciones no logran encontrar suficiente materia, por lo que una fracción importante de la comunidad científica cree que el Universo seguirá en expansión indefinidamente.

Según varios expertos, notablemente el físico británico Stephen Hawkings, la flecha maestra del tiempo es la flecha termodinámica y no la cosmológica. Estas se relacionan en el hecho de que el Universo debió nacer en un estado muy ordenado y, desde la gran explosión, se ha ido desordenando muy lentamente. Esta posibilidad de aumentar el desorden en cierta manera "mueve" a la flecha termodinámica del tiempo. Según Hawkings, es probable que solo en esta etapa del Universo sea posible que se forme la vida y como consecuencia cualquier ser consciente verá un Universo en expansión. Si acaso ocurre una etapa de contracción esta se dará dentro de un tiempo enorme y el Universo habrá perdido su orden. Para entonces la estrellas se habran consumido y no habrá consciencia que pueda ver al Universo contraerse. Queda abierta la posibilidad de que eventualmente, contracción o no, el Universo alcance un estado de desorden total, tal que este ya no pueda aumentar mas, anulando de hecho la flecha termodinámica del tiempo. Ese instante sería el "final del tiempo".


Esperanza Carrasco Licea & Alberto Carramiñana Alonso
Diario Síntesis, 25 de enero del 2000

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