La decepcionante historia de los rusos que mandaron un electr¨®n al pasado

En los ¨²ltimos d¨ªas, medios de todo el mundo han contado c¨®mo un grupo de cient¨ªficos rusos ha logrado revertir el tiempo. Ser¨ªa un peque?o paso para construir una m¨¢quina que tendr¨ªa un valor incalculable para los nost¨¢lgicos, los arrepentidos o los insatisfechos con el pasado, pero la posibilidad de viajar al ayer parece tan alejada como hace diez d¨ªas.

La mayor parte de las leyes de la f¨ªsica no distinguen entre avanzar hacia el futuro o hacia el pasado. Si se observan los movimientos de rotaci¨®n del sistema solar, las mismas leyes servir¨ªan para explicar esas ¨®rbitas reproducidas en reverso. Sin embargo, desde nuestro punto de vista, el tiempo es algo absoluto e inexorable, que funciona en todo el universo de la misma manera. Esta percepci¨®n tiene que ver con nuestra comprensi¨®n intuitiva de la segunda ley de la termodin¨¢mica. Si una copa de vino se nos cae de la mano y se hace trizas, podr¨¢ irritarnos, pero no nos har¨¢ pensar que hemos perdido la cabeza. Todo lo contrario suceder¨ªa si los trozos de esa copa, de forma espont¨¢nea, se volviesen a reunir para ser de nuevo un recipiente.

La segunda ley de la termodin¨¢mica dice que un sistema aislado o permanece estable o cambia hacia un estado de mayor desorden: las copas rotas no se reconstruyen, un caf¨¦ encima de la mesa se enfr¨ªa en lugar de calentarse y los muertos no resucitan. Lo normal es que el universo avance hacia el caos y en esa intuici¨®n se sustenta nuestra idea de un tiempo absoluto. Sin embargo, esa ley no es inviolable, y reconoce que el proceso inverso, aunque improbable, no es imposible.

La operaci¨®n se parece m¨¢s a una simulaci¨®n computacional que a un viaje a ¨¦pocas anteriores

Con esa idea en mente, un grupo de investigadores liderado desde el Instituto Moscovita de F¨ªsica y Tecnolog¨ªa calcul¨® las probabilidades de que un solo electr¨®n violase esta segunda ley de la termodin¨¢mica de forma espont¨¢nea, retornase a un estado anterior y, de alguna forma, viajase hacia el pasado. Sus resultados indican que si se observasen 10.000 millones de electrones cada segundo durante los 13.700 millones de a?os de vida del universo, el fen¨®meno solo suceder¨ªa una vez, e incluso en ese caso, la part¨ªcula solo viajar¨ªa una diez mil millon¨¦sima de segundo hacia el pasado.

En otro experimento, los cient¨ªficos utilizaron un ordenador cu¨¢ntico de IBM para ¡°enviar un electr¨®n al pasado¡±. Pero en realidad la operaci¨®n se parece m¨¢s a una simulaci¨®n computacional que a Marty McFly viajando a los a?os 50 para salvar el matrimonio de su padre. Seg¨²n explica el investigador del Instituto de F¨ªsica Te¨®rica (IFT) de Madrid Germ¨¢n Sierra, ¡°los autores de este trabajo proponen que en mec¨¢nica cu¨¢ntica es posible dise?ar un algoritmo que invierte la direcci¨®n del tiempo de un estado cu¨¢ntico particular y lo ilustran empleando el ordenador cu¨¢ntico de la IBM con 5 qubits¡±. Para conseguirlo, simulan una operaci¨®n que cambia el signo de la fase de la funci¨®n de onda que describe el estado del sistema. En esta operaci¨®n abstrusa ¡°consiste ir hacia atr¨¢s en el tiempo en mec¨¢nica cu¨¢ntica¡±, se?ala Sierra.

Incluso en el caso de que lo logrado tuviese alguna relevancia para el viaje en el tiempo, los autores del trabajo, que se publica en la revista Scientific Reports, lograron sus resultados planteando una situaci¨®n artificial que solo funciona en el estrecho ¨¢mbito del experimento. ¡°El problema es que la operaci¨®n que construyen estos autores es ad hoc, es decir que depende del estado elegido y viola el principio de superposici¨®n de estados, que es fundamental en la mec¨¢nica cu¨¢ntica¡±. ¡°En t¨¦rminos matem¨¢ticos, la inversi¨®n del tiempo en cu¨¢ntica es una operaci¨®n antiunitaria y ellos la realizan mediante una transformaci¨®n unitaria, algo que solo se puede hacer para un estado particular, pero no para todos los estados del sistema¡±, a?ade.

Adem¨¢s de las cr¨ªticas a las conclusiones poco fundadas que se sacan de los resultados del equipo, algunos investigadores han comentado con extra?eza que se destaque en el mismo titular del art¨ªculo cient¨ªfico que se ha realizado con un ordenador concreto de IBM, el primer computador cu¨¢ntico comercial. ¡°Si est¨¢s simulando en tu ordenador un proceso en el que el tiempo es reversible, entonces puedes revertir la direcci¨®n del tiempo solo revirtiendo la direcci¨®n de tu simulaci¨®n¡±, aseveraba el director del Centro de Informaci¨®n Cu¨¢ntica de la Universidad de Texas en Austin (EE UU),?Scott Aaronson, en MIT Technology Review. ¡°Despu¨¦s de un r¨¢pido vistazo al art¨ªculo, confieso que no entiendo por qu¨¦ esto se vuelve m¨¢s profundo si la simulaci¨®n se lleva a cabo en el ordenador cu¨¢ntico de IBM¡±, ironizaba Aaranson. ¡°El art¨ªculo es correcto y sugerente, pero no creo que represente un avance fundamental¡±, asegura Sierra. ¡°Y tampoco entiendo por qu¨¦ pone ¨¦nfasis en el ordenador de IBM, que para hacer lo que han hecho no hace falta¡±, remacha el investigador del IFT.

El pasado est¨¢ m¨¢s lejos que el futuro

La idea de una m¨¢quina del tiempo se hizo popular gracias a la novela titulada as¨ª que H. G. Wells public¨® en 1895, pero fue Albert Einstein quien a partir de 1905 empez¨® a ofrecer herramientas intelectuales que permit¨ªan especular sobre un viaje en el tiempo en el mundo real. Seg¨²n la teor¨ªa de la relatividad especial, el tiempo se acelera y se ralentiza dependiendo de la velocidad relativa a la que uno se mueve con respecto a cualquier otra cosa. Si una persona parte desde la Tierra en una nave que viaja a la velocidad de la luz, envejecer¨¢ mucho m¨¢s despacio que un amigo que se haya quedado en la Tierra.

El f¨ªsico alem¨¢n entendi¨® que el ahora es local y la idea de un tiempo absoluto, que se hab¨ªa aceptado como norma desde Isaac Newton, se resquebraj¨® a¨²n m¨¢s cuando la teor¨ªa de la relatividad general mostr¨® que la gravedad hace que el tiempo se curve. Este fen¨®meno, en su versi¨®n m¨¢s extrema, har¨ªa que el tiempo de otro viajero espacial orbitando en la proximidad de un agujero negro pareciese detenerse. Aunque no para ¨¦l. El explorador tendr¨ªa la sensaci¨®n de envejecer al mismo ritmo que siempre, pero cuando regresase a casa podr¨ªa ver que all¨ª el tiempo hab¨ªa transcurrido mucho m¨¢s r¨¢pido y todos sus seres queridos estar¨ªan ya muertos o mucho m¨¢s envejecidos que ¨¦l.

Esto, de alguna manera, ser¨ªa parecido a desplazarse al futuro, aunque la percepci¨®n del viajero ser¨ªa bastante distinta de la de utilizar una m¨¢quina para dar saltos en el tiempo. La teor¨ªa de Einstein tambi¨¦n permite, en principio, viajar al pasado a trav¨¦s del espacio tiempo, circulando por t¨²neles abiertos en ese tejido espaciotemporal, pero muchos dudan de que la posibilidad no sea fruto de alg¨²n defecto en la propia teor¨ªa. Por el momento, habr¨¢ que seguir viviendo con cuidado, porque retroceder en el tiempo para arreglar nuestros desaguisados pret¨¦ritos parece un sue?o muy lejano.