¿Qué es el tiempo? ¿Una ilusión o una realidad?

Neil deGrasse Tyson, astrofísico estadounidense y uno de los mejores (si no el mejor) divulgador científico de la actualidad, dijo que “el tiempo no es más que aquello que nos hace prisioneros del presente”. Y no se nos ocurre mejor forma de empezar este apasionante viaje que con esta cita que invita a la reflexión tanto científica como filosófica.

Y es que por mucho que sea una de las cosas más obvias e influyentes en la naturaleza humana, el tiempo es uno de los mayores misterios a los que se ha enfrentado, se enfrenta y se enfrentará la ciencia. Sabemos que está ahí, avanzando sin descanso y determinando nuestra vida. Que 60 segundos son 1 minuto. Que 60 minutos son 1 hora. Que 24 horas son un día. Y así sucesivamente.

Pero, ¿qué pasa cuando nos sumergimos en la naturaleza más fundamental del tiempo? ¿Qué ocurre cuando intentamos definir qué es? ¿Se trata de una ilusión, de una magnitud física o de una dimensión más? ¿Puede medirse realmente el tiempo o es solo una invención humana? Nadie puede responder a estas preguntas.

Y seguramente, el misterio que rodea a la naturaleza física del tiempo es lo que lo convierte en algo asombroso, tanto positiva como negativamente. Prepárate que te estalle la cabeza, pues hoy nos adentraremos en un apasionante viaje para intentar descubrir qué es el tiempo, analizando si es una ilusión o una realidad física y observando cómo la ciencia ha ido (y sigue) cambiando la concepción sobre su existencia.

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La flecha del tiempo: ¿ilusión o realidad?

En una ocasión normal, empezaríamos el artículo definiendo qué es el tiempo. Pero esta no es una ocasión normal. Y es que desde ya tenemos que avisar que los físicos no tienen ni la menor idea de qué es el tiempo. Y si ni los mayores genios saben qué es, la cosa seguramente será complicada. Sin el “seguramente”, en realidad.

Pero una de las mejores formas de empezar es hablando de un concepto clave para nuestro viaje: la flecha del tiempo. Acuñada en el año 1927 por Arthur Eddington, astrónomo británico, este término es una forma de explicar qué es el tiempo pero sin complicarse demasiado. Y ahora entenderemos por qué.

¿Qué es la flecha del tiempo?

“La flecha del tiempo” es un concepto que hace referencia a la dirección que este mismo registra y que discurre sin interrupción desde el pasado hasta el futuro. El tiempo es lineal. Empezó a avanzar en el momento del Big Bang (hace unos 13.800 millones de años) y seguirá avanzando hacia delante hasta la muerte del Universo.

Este término se basa en la asimetría entre pasado y futuro para explicar la irreversibilidad del tiempo. El pasado es inmutable y el futuro, incierto. Y entre el pasado y el futuro, se encuentra el presente, un concepto todavía más complicado. Porque el “ahora” es, en realidad, algo subjetivo. En el momento que tu cerebro piensa en el “ahora”, ya lo has dejado atrás.

Somos prisioneros del presente pero somos incapaces de vivir en el presente. No sé si me he explicado. Creo que no. Bueno, sigamos. Y es que ahora que hemos introducido esto de la subjetividad, llega el momento de responder a la gran pregunta: ¿el tiempo es una ilusión o una realidad?

Pues muy buena pregunta, sí. ¿Quieres una respuesta clara? Lo sentimos. Y es que no podemos determinar la existencia o no de algo cuya naturaleza no entendemos. Pero reflexionemos un poco sobre ello. ¿El tiempo es una realidad física o una simple invención fruto de la experiencia humana?

¿El tiempo es una realidad física o una ilusión humana?

El tiempo podemos medirlo porque nos basamos en movimientos cósmicos. La rotación de la Tierra determina cuánto dura un día y la duración de una órbita alrededor del Sol, cuánto dura un año. Y a partir de aquí, de forma basada totalmente en nuestra experiencia, hemos definido cuánto dura un segundo, un minuto, una hora y así con todo. Conceptos subjetivos sobre algo basado en movimientos.

Ya lo dijo Aristóteles hace 2.500 años, “el tiempo es lo más desconocido de entre lo desconocido”. No le faltaba razón. Y es que, ¿esta subjetividad implica que sea una ilusión? No lo sabemos. Ese es el gran problema. Pero tenemos que tener en cuenta que, pese a que nos creamos seres asombrosos, no somos más que sacos de materia orgánica con un cerebro de un kilo y medio con cinco sentidos.

Nuestra naturaleza humana limita mucho lo que somos capaces de percibir. Y quizás, el tiempo es un fenómeno puramente humano. Algo que está en nuestra consciencia. En nuestra mente. Y el hecho de que no hayamos encontrado ni una sola ley física (aunque después hablaremos de la entropía) que demuestre matemáticamente este avance inexorable hacia el futuro.

Pero, ¿que no hayamos encontrado una ley física para explicarlo significa que sea una ilusión humana? No. Tal vez, lo que sucede es que no existe como pieza individual, sino que emerge como una consecuencia del “todo”. En otras palabras, una sola partícula subatómica no experimenta el tiempo. Pero un sistema material, sí.

¿No se ha entendido? Normal. Pero pongamos un ejemplo. Una película está compuesta de fotogramas, ¿verdad? Si tomamos individualmente cada fotograma, no vemos el paso del tiempo. No hay movimiento. Pero cuando los juntamos y los proyectamos sucesivamente, se percibe el tiempo. Con el “tiempo” como concepto físico, podría estar pasando lo mismo. “Podría”. Es decir, no sabemos si es una ilusión o no. Pero eso no significa que no podamos sumergirnos en la más apasionante física.

La Relatividad General: ¿es el tiempo la cuarta dimensión?

Quizás te ha parecido extraño que no hayamos hablado todavía de dimensiones. No pasa nada. Aquí estamos. Y es que en efecto, el tiempo puede definirse como la cuarta dimensión del Universo. Una concepción que nació con Albert Einstein, el célebre físico alemán que, entre 1915 y 1916, desarrolló la archiconocida Teoría de la Relatividad General.

Y en ella, una de las cosas que propuso fue que el tiempo no era algo absoluto como siempre habíamos creído (teníamos la concepción de que, fuera una ilusión o una realidad física, era un fenómeno universal), sino que era relativo. ¿Qué significa relativo? Poco a poco.

Hasta la llegada de Einstein y su teoría, creíamos que en el Universo solo existían tres dimensiones. Y por dimensión entendemos el grado de libertad que un cuerpo puede tomar en el espacio. Teníamos las tres dimensiones espaciales: longitud (nos podemos mover hacia delante y hacia atrás), anchura (nos podemos mover a la izquierda y a la derecha) y altura (nos podemos mover hacia arriba y hacia abajo).

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Y con estas tres dimensiones todo parecía funcionar. Nos movemos en tres dimensiones espaciales y estamos sujetos al paso inexorable del tiempo. Pero si el tiempo deja de ser algo absoluto y pasa a ser, como dijo Einstein, relativo, la cosa cambia. Porque “relativo” implica que es modificable. Y que sea modificable implica que hay libertad (aunque sea limitada, como veremos) para fluir por él.

Y que haya cierto grado de libertad, ¿qué implica? Exacto. Que tenemos que hablar del tiempo como una dimensión más. A las tres dimensiones espaciales hay que añadir una dimensión temporal. Y estas cuatro forman un único tejido llamado espacio-tiempo que sí que es absoluto. El espacio es relativo y el tiempo es relativo. Por separado son relativos. Pero juntos, absolutos.

Y esta concepción del tiempo como una cuarta dimensión sobre la que los cuerpos de tres dimensiones podemos fluir sirvió para comprender, por ejemplo, el fenómeno de la gravedad. Pero estamos muy limitados a la hora de fluir por él. Normal. Somos seres tridimensionales que solo pueden avanzar en la cuarta dimensión.

Avanzaremos más o menos deprisa dependiendo de nuestra velocidad relativa respecto a otros cuerpos y de la intensidad del campo gravitatorio al que estamos expuestos, pero estamos obligados a ir inexorablemente hacia el futuro y estando atrapados (siendo prisioneros) en un presente que ni siquiera existe. Todo ha ocurrido, ocurre y ocurrirá a la vez, sin ningún momento especial que pueda ser marcado como presente.

Y si todavía no te ha estallado la cabeza, piensa que si fuéramos seres tetradimensionales (de cuatro dimensiones), entonces sí que podríamos ver todas las infinitas variaciones tridimensionales que un objeto sigue a lo largo de todo el tiempo del Universo. Es decir, nos daría igual la flecha del tiempo. Nos moveríamos por la línea temporal como quisiéramos. Y mejor ni hablamos de que en el Universo podría haber 11 dimensiones…

• Para saber más: “Las 11 dimensiones del Universo (explicadas)”

Entonces, ¿ya está? El tiempo es la cuarta dimensión, ¿no? Punto. Hombre, pues no. Realmente estamos dando solo un sinónimo. Pero no estamos definiendo su naturaleza. Y aunque sea imposible definirlo, tenemos que hablar de un último concepto: la entropía. Pero antes, quedémonos con esta frase de Einstein: “el tiempo y el espacio son formas de pensar, no condiciones en las que vivimos”.

El tiempo y el desorden: ¿qué nos dice la entropía?

¿Te parecía que el tiempo estaba siendo un concepto complicado? ¿Sí? Pues tranquilo, que ahora añadimos uno igual de complicado. Bueno, no tanto. Pero no se queda corto. Estamos hablando de la famosa (pero poco comprendida) entropía. El término que incorrectamente se usa para describir la ley física que empuja al Universo hacia el desorden.

¿Por qué es incorrecta? Porque la entropía no es ninguna fuerza ni ninguna ley. Es una consecuencia de la estadística aplicada al Universo. Y aunque tienes un artículo donde profundizamos mucho más sobre ella, vamos a intentar comprender, de forma breve, en qué consiste y, sobre todo, cuál es su relación con el tiempo.

La entropía es el pilar de la segunda ley de la termodinámica, la cual nos dice que la cantidad de entropía en el Universo tiende a aumentar con el tiempo. Pero la entropía no es una fuerza. Y tampoco es una magnitud que mide el grado de desorden en un sistema. Es, como hemos dicho, una consecuencia de la probabilidad aplicada a la termodinámica.

Y es que la entropía es una consecuencia (no es una fuerza por sí misma) de dos factores que se dan en el Universo y a nivel macroscópico: muchísimas partículas conformando un mismo sistema y aleatoriedad en el mismo. Estas dos condiciones hacen que el sistema evolucione hacia el estado que surge tras la combinatoria más posible.

La tendencia hacia el desorden no se da porque haya una fuerza que empuje hacia el desorden, sino porque a nivel estadístico, lo que nosotros entendemos como desorden es muchísimo más probable que el orden. El orden molecular es tan increíblemente improbable que, técnicamente, es imposible.

La entropía no es ninguna fuerza, sino una consecuencia de que los macroestados que observamos a nivel macroscópico sean el resultado de la suma de unos microestados más probables. No se ha entendido nada, ya. No sufras. Veamos un ejemplo.

¿Es posible que, de repente, las moléculas en un vaso de agua se pongan justo en la conformación para que, a pleno sol, se forme un cubito? Sí, es posible. Pero es tan infinitamente poco probable que, simplemente, se convierte en algo imposible en el marco de tiempo del Universo.

• Para saber más: “¿Qué es la entropía?”

La cosa importante es la relación de la entropía con el tiempo. Y es que seguramente el tiempo es una manifestación de esta tendencia inevitable hacia el desorden. Avanzamos en el tiempo porque el Universo está condenado, por simple estadística, a fluir hacia un estado de mayor desorden.Como todo tiende hacia el desorden, el tiempo siempre irá hacia delante.

No porque sea imposible que fluya hacia atrás, sino porque la probabilidad de que esto ocurra es tan increíblemente (pero muy increíblemente) baja que, simplemente en toda la historia del Universo, jamás podrá suceder. Es una locura, pero no hay suficiente tiempo en el tiempo como para que el tiempo vaya hacia atrás.

El tiempo es ese viaje inevitable desde un pasado ordenado hacia un futuro desordenado. Pero, ¿es el tiempo una consecuencia de la entropía o es la entropía una consecuencia del tiempo? Quizás nunca lo sepamos. Tal vez jamás comprendamos qué es el tiempo porque o bien sea una simple ilusión humana o una realidad física que se escapa de nuestra limitada comprensión. Pero sabemos que está ahí. Y sea lo que sea, jugamos según sus leyes.