El concepto de viaje en el tiempo siempre ha capturado la imaginación de físicos y laicos por igual. ¿Pero es realmente posible? Por supuesto que es. Lo estamos haciendo ahora mismo ¿no es así? Todos estamos viajando hacia el futuro, un segundo a la vez.

Pero eso no era lo que estabas pensando. ¿Podemos viajar mucho más hacia el futuro? Absolutamente. Si pudiéramos viajar cerca de la velocidad de la luz, o en la proximidad de un agujero negro, el tiempo se ralentizaría permitiéndonos viajar arbitrariamente hacia el futuro. La pregunta realmente interesante es si podemos viajar al pasado.

Soy profesor de física en la Universidad de Massachusetts, Dartmouth, y escuché por primera vez sobre la noción de viaje en el tiempo cuando tenía 7 años, de un episodio de 1980 de la clásica serie de televisión de Carl Sagan, "Cosmos." Decidí en ese momento que algún día, Iba a realizar un estudio profundo de la teoría que subyace a ideas tan creativas y notables:la relatividad de Einstein. Veinte años después, Salí con un doctorado. en el campo y he sido un investigador activo en la teoría desde entonces.

Ahora, uno de mis estudiantes de doctorado acaba de publicar un artículo en la revista Classical and Quantum Gravity que describe cómo construir una máquina del tiempo usando una construcción muy simple.

Curvas cerradas en forma de tiempo

La teoría general de la relatividad de Einstein permite la posibilidad de deformar el tiempo en un grado tan alto que en realidad se pliega sobre sí mismo, resultando en un bucle de tiempo. Imagina que estás viajando a lo largo de este circuito; eso significa que en algún momento, terminarías en un momento en el pasado y comenzarías a experimentar los mismos momentos desde, todo de nuevo, un poco como un deja vu, excepto que no te darías cuenta. Estos constructos se denominan a menudo "curvas cerradas de tipo temporal" o CTC en la literatura de investigación. y conocido popularmente como "máquinas del tiempo". Las máquinas del tiempo son un subproducto de esquemas de viaje efectivos más rápidos que la luz y comprenderlos puede mejorar nuestra comprensión de cómo funciona el universo.

Durante las últimas décadas, físicos conocidos como Kip Thorne y Stephen Hawking produjeron un trabajo fundamental sobre modelos relacionados con las máquinas del tiempo.

La conclusión general que ha surgido de investigaciones previas, incluidos los de Thorne y Hawking, es que la naturaleza prohíbe los ciclos de tiempo. Esto quizás se explique mejor en la "Conjetura de protección cronológica, "que básicamente dice que la naturaleza no permite cambios en su historia pasada, librándonos así de las paradojas que pueden surgir si el viaje en el tiempo fuera posible.

Quizás la más conocida entre estas paradojas que surgen debido al viaje en el tiempo al pasado es la llamada "paradoja del abuelo" en la que un viajero vuelve al pasado y asesina a su propio abuelo. Esto altera el curso de la historia de tal manera que surge una contradicción:el viajero nunca nació y por lo tanto no puede existir. Ha habido muchas tramas de películas y novelas basadas en las paradojas que resultan de los viajes en el tiempo, quizás algunas de las más populares son las películas "Regreso al futuro" y "El día de la marmota".

Materia exótica

Dependiendo de los detalles, diferentes fenómenos físicos pueden intervenir para evitar que se desarrollen curvas cerradas de tipo temporal en los sistemas físicos. El más común es el requisito de un tipo particular de materia "exótica" que debe estar presente para que exista un ciclo de tiempo. Hablando libremente, La materia exótica es materia que tiene masa negativa. El problema es que no se sabe que exista masa negativa en la naturaleza.

Caroline Mallary, un estudiante de doctorado en la Universidad de Massachusetts Dartmouth ha publicado un nuevo modelo para una máquina del tiempo en la revista Classical &Quantum Gravity. Este nuevo modelo no requiere ningún material exótico de masa negativa y ofrece un diseño muy sencillo.

El modelo de Mallary consta de dos autos súper largos, construidos con material que no es exótico, y tener masa positiva - estacionado en paralelo. Un automóvil avanza rápidamente, dejando el otro estacionado. Mallary pudo demostrar que en tal configuración, se puede encontrar un bucle de tiempo en el espacio entre los coches.

Entonces, ¿puedes construir esto en tu patio trasero?

Si sospecha que hay una trampa, estás en lo correcto. El modelo de Mallary requiere que el centro de cada automóvil tenga una densidad infinita. Eso significa que contienen objetos, llamados singularidades, con una densidad infinita, temperatura y presión. Es más, a diferencia de las singularidades que están presentes en el interior de los agujeros negros, lo que los hace totalmente inaccesibles desde el exterior, las singularidades en el modelo de Mallary son completamente desnudas y observables, y por lo tanto tienen verdaderos efectos físicos.

Los físicos tampoco esperan que existan objetos tan peculiares en la naturaleza. Entonces, desafortunadamente, una máquina del tiempo no estará disponible pronto. Sin embargo, este trabajo muestra que los físicos pueden tener que refinar sus ideas sobre por qué están prohibidas las curvas cerradas de tipo temporal.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.