El tiempo (I): Time goes by, Sam

¿Qué es el tiempo?

El tiempo es algo que nos envuelve y que convive con nosotros desde nuestro primer aliento hasta el último. Siembra recuerdos, aviva nostalgias, apaga sentimientos y es refugio de esperanzas. Si de repente el pasado desapareciera, nos olvidáramos del reloj y dejáramos de mirar al futuro, todo sería diferente.

La realidad y el mundo que hemos construido giran por completo alrededor del tiempo. Casi sin darnos cuenta se ha colocado en el centro de nuestra existencia y desde allí nos organiza y gobierna. No podemos imaginar nuestras vidas sin el tiempo y a pesar de todo no sabemos qué es.

Decimos que el tiempo pasa, que el tiempo fluye. El tren pasa por las estaciones, el río fluye sobre su cauce. ¿Por dónde pasa el tiempo? ¿Por dónde fluye? ¿Qué es el tiempo?

¿Existe el tiempo?

El tiempo ha sido motivo de reflexión para filósofos como Platón, Aristóteles, San Agustín o Kant. También lo ha sido para científicos como Newton y Einstein. Unos dicen que el tiempo no existe, otros que es tan solo una ilusión. Tampoco faltan los que afirman que se trata de una condición del alma.

Aristóteles concebía el tiempo como una mera percepción derivada del movimiento y del cambio continuo que experimenta nuestro entorno. Si nada se moviera en el universo y fuéramos capaces de observarlo desde fuera, solo contemplaríamos una foto estática. Nos mostraría una imagen congelada de todo lo que estuviera sucediendo frente a nosotros en el instante anterior. Nada cambia, nada se mueve, los seres vivos, allí donde estuvieran, no envejecerían, porque también se habrían detenido en ellos los procesos vitales. No experimentaríamos sensación alguna de paso del tiempo.

La foto estática que contemplamos está asociada a un estado específico del universo, el que corresponde al momento de la observación. Pero lo cierto es que el universo es cambiante, precisamente porque existe movimiento. No es una foto lo que refleja la realidad de nuestro entorno, sino una película, una serie de fotogramas sucediéndose al ritmo que impone eso que llamamos tiempo.

Un fotograma nace del anterior y muere inmediatamente con el siguiente. En esta secuencia lo único real es el fotograma presente; el anterior ya ha desaparecido y el siguiente está por venir. El “ahora” es tan efímero que solo existe en un momento infinitesimal, a la sombra de algo que ya ha desaparecido y de algo que está por existir. Si la efímera realidad participa de cosas que no existen, ¿sería cuestionable la propia realidad? Puesto que aparentemente ni el pasado ni el futuro existen, ¿cómo podemos pensar que existe el presente? Algunos filósofos han utilizado estos pensamientos para afirmar, como Calderón de la Barca,  que la vida y la realidad que nos envuelve no son más que ficción. Veremos un poco más adelante que las cosas no son tan simples.

La secuencia de nuestra película no constituye en absoluto una evidencia de la existencia del tiempo, al menos tal como lo entendemos. Los fotogramas que se suceden son distintos porque las cosas en el universo evolucionan, pero no cambian con el tiempo; cambian unas en relación a otras.

No existe un “tiempo” a lo largo del cual las cosas ocurren. La percepción o ilusión del paso del tiempo es consecuencia de la asociación que establecemos entre fotogramas consecutivos de la realidad, entre esos estados diferentes del universo que percibimos en secuencia.

Cuando despierto por la mañana, asocio inmediatamente la imagen de lo que veo con la última imagen de lo que vi antes de conciliar el sueño. Sin embargo, entre esos dos momentos se han sucedido infinitos fotogramas más que han pasado desapercibidos para mí, aunque no para otros muchos que han permanecido despiertos. Para ellos la percepción del paso del tiempo durante mi sueño es distinta a la que yo tengo, al menos hasta que me incorporo y miro el reloj.

Cuando a diario realizo mis tareas rutinarias me invade la sensación de que los días pasan rápidamente. Sin embargo, en vacaciones o en viaje de recreo, dedicándome a actividades fuera de lo habitual, me parece que los días son más largos.

La sensación del paso del tiempo es siempre subjetiva, por más que nos empeñemos en objetivizarla construyendo máquinas que cuentan horas o imprimiendo almanaques que dibujan días y meses.

Newton hablaba de la existencia de un tiempo absoluto y de otro relativo. El primero es totalmente objetivo y transcurre sin verse afectado por influencias de ningún género; es el que está intrínsecamente ligado a la duración de los procesos. El segundo es el tiempo que percibimos a través del movimiento, de los cambios de estado de lo que nos rodea.

El espacio-tiempo

En su Teoría de la Relatividad, Einstein fue más lejos en sus consideraciones sobre el tiempo. El tiempo no puede tenerse como un concepto objetivo ni interpretarse aisladamente, porque está siempre  ligado al espacio y al propio movimiento. Cada sujeto percibe el pasado, presente y futuro individualmente, dependiendo de dónde se encuentre y de cómo se esté moviendo.

El tiempo se ralentiza en la medida en que aumenta la fuerza gravitatoria. Es absolutamente cierto que sobre la Luna los relojes van más despacio que en la Tierra y que quienes en nuestro planeta viven en la montaña envejecen más rápidamente (aunque el efecto es imperceptible) que los que residen al nivel del mar, porque allí arriba la fuerza de la gravedad es ligeramente menor. Un hecho sobradamente constatado es que los relojes de los satélites artificiales que orbitan la Tierra retrasan cerca de una centésima de segundo al día.

La ralentización del tiempo sucede también cuando el observador está en movimiento y se acentúa  progresivamente a medida que aumenta su velocidad, aunque este efecto solo se hace patente a velocidades extremadamente altas. Se ha comprobado que partículas subatómicas procedentes del espacio viajando a velocidades cercanas a la de la luz alcanzan la Tierra en una proporción que no corresponde con lo esperado, salvo que su periodo de vida se haya dilatado por el efecto de la ralentización del tiempo.

Para un viajero interestelar navegando por el espacio dentro de una nave a velocidades próximas a la de la luz, el tiempo transcurre mucho más lentamente que para un observador externo que permanece estático. Un año del primero sería equivalente a decenas de años del segundo.

La ralentización del tiempo debido al efecto gravitatorio y la ralentización por velocidad han sido sobradamente verificadas mediante experiencias reales. No se trata de conjeturas ni de planteamientos teóricos: así funciona en realidad nuestro universo (si el lector desea conocer algo más sobre estos aspectos de la Teoría de la Relatividad y del espacio-tiempo, le invito a que lea en Zenda “Físicamente posible: de Newton a George Clooney”).

Vamos a escenificar todo esto con un sencillo relato:

Juan y Pedro son amigos desde la infancia. Cuando ambos tenían apenas cinco años se conocieron en el colegio y desde entonces han ido alimentando día a día su amistad.  Ahora, veinticinco años después, Pedro está despidiendo a Juan justo unos minutos antes de que embarque en su nave espacial, dispuesto a iniciar un viaje a través del cosmos que le llevará a las proximidades de Alfa Centauri, el sistema solar más cercano al nuestro.

Juan despega con su nave y programa en el ordenador de a bordo una velocidad de crucero de aproximadamente el 80% de la velocidad de la luz, unos 240.000 Km/s. A continuación, se relaja e intenta disfrutar del viaje. 

Cinco años más tarde de la despedida, Pedro reflexiona y se dice a sí mismo: “Juan debe de estar justo ahora llegando a su destino”.

Juan, efectivamente, está finalizando su viaje, pero para él no han transcurrido cinco años, sino apenas seis meses. Viajando a la velocidad que lo ha hecho, el tiempo en su nave se ha ralentizado y todo ha sucedido para él mucho más despacio que para su amigo Pedro.

Pedro recuerda a su amigo y piensa que sería estupendo poder verlo en ese momento y tener noticias de él.

De repente le viene a la mente aquel artículo que leyó en Zenda en el que hablaban del tiempo y de los fotogramas que mostraban imágenes instantáneas del universo. Sin pensarlo más, se asoma a la ventanilla de su nave y contempla el fotograma que tiene ante sí en ese instante. Enfoca su mirada sobre la esquina superior de ese cuadro majestuoso que aparece delante de sus ojos, dirigiéndola hacia la región del espacio donde él sabe que está la Tierra. Como conoce bien la Teoría de la Relatividad, es consciente de que, si consigue ver a su amigo, lo encontrará con sus treinta años ya  cumplidos, cinco más de los que tenía cuando se despidió de él.

No sin esfuerzo, consigue por fin localizar a Pedro allá en la lejanía. Pero, ¡oh sorpresa!, Pedro está prácticamente igual que cuando se despidió de él. Desde luego, no parece haber envejecido cinco años.

Efectivamente, el Pedro que se contempla desde la nave tiene apenas unos meses más que cuando se inició el viaje, porque el tiempo presente en Alfa Centauri no está “sincronizado” con el tiempo presente de la Tierra.

La Teoría de la Relatividad advierte de que es imposible disociar el tiempo del espacio, de ahí que no se pueda hablar de espacio y de tiempo por separado, sino de espacio-tiempo. Cada lugar tiene su propia secuencia del tiempo y, en este relato, el presente de Juan en Alfa Centauri está en el mismo corte espacio-tiempo que el pasado de Pedro en la Tierra.

El fotograma de nuestra particular película es precisamente esto que acabamos de llamar corte en el espacio-tiempo. Este corte muestra, desde la perspectiva espacial de un observador situado en una región determinada del espacio, lo que para él está sucediendo en todas las demás regiones en el instante en que detiene el tiempo para tomar la foto.

Cada uno de estos lugares tiene su particular secuencia de fotogramas y tal como sucede en nuestra historia no tienen por qué estar sincronizadas en el tiempo. En un instante de corte dado, dos observadores situados en puntos suficientemente alejados contemplarían escenas correspondientes a distintos momentos de la realidad.

Dando crédito a aquello del valor de las imágenes sobre las palabras, vamos a intentar explicar todo esto visualmente recuperando de nuevo la historia de Juan y Pedro.

Prestemos atención a las dos líneas de esta primera figura:

Una y otra representan las secuencias del tiempo percibidas respectivamente por Juan y Pedro cuando ambos están en la Tierra. Los infinitos puntos de cada línea se corresponderían con los infinitos fotogramas de nuestra particular película.

En estos esquemas el tiempo avanza siempre de izquierda a derecha.

Si justo antes de embarcar en su nave Juan mira a Pedro, lo verá tal como es en su “presente”, que coincide con el “presente” de Pedro, porque el corte en el espacio-tiempo (color rojo) cruza en ese momento las dos líneas del tiempo en el mismo instante. Ambos están en la misma región del espacio y consecuentemente los dos viven en sus respectivos “presentes” una realidad idéntica.

Vayamos ahora a las líneas de la segunda figura:

Juan acaba de llegar a Alfa Centauri y se encuentra a más de cuatro años-luz de su amigo Pedro (un año luz es la distancia que se recorrería en un año viajando a la velocidad de la luz, 300.000 Km/s). Las dos líneas representan, igual que antes, el avance del tiempo que perciben ambos amigos desde sus respectivas regiones del espacio.

Han transcurrido solo seis meses desde que Juan abandonó La Tierra cuando, ya en Alfa Centauri, se dispone a realizar su observación. Se encuentra en ese momento en el extremo de su línea del tiempo.

Para Pedro sin embargo han transcurrido ya cinco años y se encuentra también en el extremo de su línea, mucho más a la derecha que Juan.

Si en ese instante trazamos desde Alfa Centauri la línea (roja) del corte espacio-tiempo veremos que se cruza con la línea de tiempo de Pedro en un momento de su pasado (aproximadamente cuatro años y medio más atrás de su momento actual).

Naturalmente, nuestro relato es ficticio, pero si Juan y Pedro hubiesen existido y el viaje se hubiera realizado, el resultado sería exactamente (digamos mejor, aproximadamente) como se describe en él. Todo ello, por supuesto, dando crédito a la Teoría de la Relatividad.

La enseñanza que extraemos de esta historia es que no cabe hablar del tiempo en sentido objetivo ni tampoco disociarlo del espacio. También hemos aprendido que pasado, presente y futuro no existen sino que se solapan en el espacio-tiempo. Einstein decía: “La distinción entre pasado, presente y futuro es una ilusión obstinadamente persistente”.

Si llegando a este punto piensas que las cosas no pueden complicarse más, te equivocas. No te pierdas la próxima entrega: “¿Es posible viajar en el tiempo?”