Bienvenidos al Futuro (I)

Hace poco fue miércoles 21 de octubre de 2015. Éste fue el día en el que Marty McFly llegó al Hill Valley del Futuro en el DeLorean aeroconvertido de Emmett “Doc” Brown. En la época en que se estrenó la trilogía de Regreso al Futuro esta fecha parecía muy lejana, pero aquí (y ahora) estamos, casi sin habernos dado cuenta, treinta años después. El pasado 21, por lo tanto, fue oficialmente el Día de Regreso al Futuro y hubo múltiples celebraciones en una larga lista de ciudades (en Valencia se hizo un pase especial de la primera película en los Autocines Star), entrevistas a los actores en distintos programas de televisión americanos y referencias al evento en las noticias y periódicos de todo el mundo. La búsqueda de información sobre la trilogía de Robert Zemeckis batió un record en Google, superando por mucho al recién estrenado trailer de Star Wars… Que Disney (en mi opinión el equivalente real del Imperio Galáctico) acabaría siendo responsable del rodaje del Episodio VII no pudo profetizarlo nadie, y de igual forma muchas de las predicciones de la segunda película no han llegado a cumplirse. Algunos elementos de la vida actual, como Internet, los smartphones o los drones, sí parecen realmente venidos del Futuro, pero todavía no hay aeropatines ni zapatillas con robocordones, y los coches no vuelan ni funcionan con energía de fusión.

La semana que viene hablaremos de las películas pero hoy, si os parece bien, razonaremos desde un punto de vista científico sobre si es posible viajar a otras épocas. No es la primera vez que tocamos este tema en el blog; en su momento ya comentamos que sería genial poder rebobinar el Tiempo y viajar, aunque sólo fuese un minuto, hacia el Pasado… Hablamos de ingenios de escalera y agujeros de gusano, de paradojas y feedback, y de la imposibilidad de volver al Pasado salvo con la imaginación, y llegamos a la conclusión de que no hay que obsesionarse por las ocasiones perdidas, simplemente hay que aprovechar la próxima ocasión que se presente: como dijo “Doc” Brown, el Futuro no está escrito, así que labrémonos uno que sea bueno. En aquella entrada de La Belleza y el Tiempo avanzamos que más adelante hablaríamos de viajes hacia el Futuro, y también ese día ha llegado por fin, dos años y medio después.

El próximo 25 de noviembre se celebra algo bastante más importante que la llegada de Marty McFly al Futuro: se cumple el centenario de la Teoría General de la Relatividad de Albert Einstein. En un ejemplo sin precedentes de abstracción mental y sin ayuda de datos experimentales, el físico alemán propuso que Espacio y Tiempo están íntimamente relacionados y que el Tiempo no avanza al mismo ritmo para observadores que se mueven uno con respecto al otro, aunque estas diferencias no se aprecian claramente hasta que la velocidad relativa entre ellos se acerca a la de la luz en el vacío, es decir, 300.000 kilómetros por segundo. Este fenómeno, que Einstein ya había descrito diez años atrás en su Teoría Especial de la Relatividad (una especie de versión simplificada), se debe a que la velocidad de la luz, independientemente del sistema de referencia desde el que se mida, es siempre constante (razón por la cual se la suele denominar c), y a que nada puede viajar más rápido que la luz; es el propio Espacio-Tiempo el que se deforma para que se cumplan las dos afirmaciones previas. Una de las conclusiones más importantes de la Relatividad General es que la masa de los objetos también curva el Espacio-Tiempo y dicha deformación la percibimos como una fuerza gravitatoria a su alrededor. Cuanto más masivo es el objeto y más cerca estamos de él, más fuerte es la deformación y más se ralentiza el paso del Tiempo.

Estos efectos relativistas no son algo meramente teórico, y se han ido comprobando experimentalmente a posteriori. Los relojes atómicos de cesio, capaces de medir el Tiempo con gran precisión, se desfasan un poco con pequeñas diferencias en la altura, es decir, la distancia al centro de la Tierra, que es donde podríamos considerar concentrada toda su masa. Para que os hagáis una idea: nuestro planeta se deforma cada día en su rotación como si fuera una pelota de goma, e incluso estas mareas sólidas, que no sobrepasan los 30 cm de diferencia en altura, dan lugar a un aumento y disminución cíclicos del ritmo de un reloj atómico sin necesidad de moverlo del sitio, si bien esto se nota sólo a partir del decimal número 17… El desfase, en consecuencia, será mucho mayor entre los relojes de la superficie terrestre y los de los satélites del sistema de GPS (estos últimos van más rápido), y por tanto se hace absolutamente necesario introducir correcciones diarias por los efectos relativistas para que los cálculos de triangulación sean correctos, ya que una diferencia de unos pocos nanosegundos puede hacer que haya errores en el posicionamiento de incluso varios kilómetros.

Tratemos de anticiparnos a los próximos avances tecnológicos y hablemos ahora de algo más difícil: ¿Cómo conseguir una distorsión temporal que no sea sólo de nanosegundos? Pues acercándonos a un objeto con mucha más gravedad que la Tierra. Un buen ejemplo sería el agujero negro supermasivo que hay en el centro de la Vía Láctea, que según nuestros cálculos contiene la masa de cuatro millones de soles, siendo su densidad tan alta que ni siquiera la propia luz puede escapar de su atracción gravitatoria. La zona en la que esto empieza a ocurrir, llamada horizonte de sucesos, tiene unos veinticuatro millones de kilómetros de diámetro, pero si nos mantenemos a una distancia prudencial de este punto de no retorno podríamos utilizar el agujero negro como una máquina del Tiempo de origen natural.

Una nave espacial que, sin necesidad de acercarse mucho a la velocidad de la luz, pueda propulsarse lo suficiente como para entrar en una órbita estable alrededor del agujero negro daría, pongamos por caso, una vuelta al mismo cada dieciséis minutos para todo aquel que observara desde lejos, pero cada ocho minutos para sus tripulantes. Todo proceso físico se ralentiza dentro de la nave, y en consecuencia también lo hacen las reacciones químicas y los procesos biológicos que se basan en ellas, con lo que los tripulantes envejecen la mitad. Tanto éstos como los observadores externos tienen la sensación de que su propio Tiempo transcurre de forma normal; sólo serán conscientes de los efectos relativistas cuando ambos grupos vuelvan a encontrarse cara a cara.

Esta oferta de dos por uno no está mal, pero tampoco es que sea gran cosa… ¿Hay alguna forma de avanzar aún más rápido hacia el Futuro? Ya antes hemos comentado que los campos gravitatorios intensos no son la única manera de distorsionar el Espacio-Tiempo de cuatro dimensiones: a velocidades muy cercanas a la de la luz se empieza a apreciar claramente que cuanto más rápido viaja un cuerpo, más despacio avanza el Tiempo para él. Los aceleradores de partículas de hoy en día, como por ejemplo el Gran Colisionador de Hadrones del CERN, en la frontera entre Suiza y Francia, son una prueba palpable de este fenómeno. En ellos las partículas subatómicas, aceleradas de forma continua por potentes campos magnéticos en un túnel subterráneo de 27 km de circunferencia, pueden alcanzar hasta el 99.99% de c, de forma que algunas de ellas, como los piones, que habitualmente son inestables y de vida media muy corta, duran a estas altas velocidades hasta treinta veces más de lo normal antes de desintegrarse.

Aunque su realización desde el punto de vista de la ingeniería está aún lejos de ser posible, describamos un sistema similar al anterior que acelere no partículas microscópicas, sino sistemas mucho más grandes, incluyendo también gente: Un tren magnético de alta velocidad que se mueva por una vía circular de diámetro igual al de la Tierra, de modo que llegue a dar siete vueltas al planeta cada segundo (menuda envidia le entraría a Phileas Fogg). Dentro de los vagones, objetos y pasajeros parecerían moverse a cámara lenta si consiguiéramos verlos desde fuera, y para la gente de dentro todo lo de fuera se movería muy rápido, aunque debe ser muy difícil percibir nada de esto a la gran velocidad a la que avanza el tren. Este sistema permitiría a los viajeros del Tiempo avanzar cien años en lo que a ellos les parecería tan sólo una semana, aunque hay que recalcar una vez más que para este trayecto no habría billete de vuelta posible…

Sin embargo, acercarse a la velocidad de la luz es más fácil (desde el punto de vista tecnológico) moviéndose en línea recta que haciéndolo en círculos. En el tercer y último ejercicio de Ciencia Ficción de hoy, imaginemos un enorme cohete con grandes depósitos de combustible que se construye en el espacio interplanetario, cerca de la Tierra, y después se pone en marcha, acelerando a toda potencia durante un total de seis años (seis años contados desde el interior de la nave, se entiende). La fuerza de empuje es tan grande que en sólo una semana dejan atrás Neptuno. Cuatro años después del despegue se alcanza ya el 90% de c, con lo que el Tiempo transcurre fuera de la nave el doble de rápido que dentro, igual que pasaba antes al orbitar el agujero negro supermasivo… Pero lo verdaderamente bueno viene al acercarnos a los seis años desde el inicio de la aceleración, moviéndose por entonces la nave al 99% de c, casi a la velocidad de la luz, y siendo la equivalencia temporal de un año por día.

Aunque a estas alturas se hubiese acabado el combustible, la ausencia de rozamiento en el espacio permitiría a la nave seguir moviéndose a esta velocidad máxima de forma indefinida, con el mismo efecto de distorsión temporal. Este sistema nos permitiría viajar desde la Tierra hasta el mismo borde de nuestra galaxia en sólo ochenta años para la gente de dentro, menos de lo que dura una vida humana, así que no supondría únicamente un viaje en el Tiempo sino también un viaje alucinante en el Espacio del que algunos pasajeros podrían disfrutar al completo… Sólo un último detalle: si los tripulantes quisieran viajar hacia el Futuro para contemplar el destino de nuestro propio planeta, deberían tener prevista una manera de frenar y darse la vuelta en un momento dado, y acelerar de nuevo en la dirección contraria para poder volver a casa.

En conclusión, queda claro que, si bien es muy probable que los viajes al Pasado no estén permitidos por las leyes de la Física, los viajes al Futuro sí son posibles, aunque por ahora no disponemos de los medios necesarios para hacerlos realidad. De todos modos, si lo pensáis detenidamente, podría decirse que ahora mismo ya estamos viajando todos en el Tiempo, hacia delante, aunque a velocidad normal, un poco más despacito de lo que a algunos les gustaría… Así que poneos cómodos, no tengáis prisa, dejaos llevar y disfrutad del paseo. En lo que a mí respecta, tengo bastante claro que no me apetecería viajar a un Futuro lejano si supiera que no voy a poder volver atrás; no sé vosotros, pero yo no quiero perderme ni un solo detalle de lo que me depara el Futuro inmediato… Y con esto terminamos por hoy; si mis cálculos son correctos, volveremos a encontrarnos aquí mismo exactamente el lunes 9 de noviembre de 2015.