EL RIO DEL TIEMPO

¿FLUYE EL TIEMPO?

El tiempo es uno de los conceptos más familiares pero menos conocidos con que se ha encontrado la humanidad. Decimos que vuela, decimos que es oro, tratamos de ahorrarlo, nos disgustamos cuando lo perdemos. Pero ¿qué es el tiempo? Parafraseando a San Agustín, lo reconocemos cuando lo vemos pero, por supuesto, en el alba del tercer milenio nuestra comprensión del tiempo debería ser más profunda que eso. En algunos aspectos lo es. En otros, no lo es. A lo largo de siglos de interrogación y reflexión, hemos sacado ideas sobre algunos de los misterios del tiempo, pero muchos otros permanecen.

¿De dónde procede el tiempo? ¿Qué significaría tener un Universo sin tiempo? ¿Podría haber másde una dimensión temporal, igual que hay más de una dimensión espacial? ¿Podemos «viajar» al pasado? Si lo hiciéramos, ¿podríamos cambiar el desarrollo posterior de los acontecimientos? ¿Hay una cantidad de tiempo mínima y absoluta? ¿Es el tiempo un ingrediente verdaderamente fundamental en la constitución del Cosmos, o es simplemente un constructo útil para organizar nuestras percepciones, aunque no forme parte del léxico con el que están escritas las leyes más fundamentales? ¿Podría ser el tiempo una noción derivada, una noción que emerge de un concepto más básico aún no descubierto?

Encontrar respuestas completas y plenamente convincentes a estas preguntas figura entre los objetivos más ambiciosos de la Ciencia moderna. Pero las grandes preguntas no son ni mucho menos las únicas. Incluso la experiencia cotidiana del tiempo incide en algunos de los enigmas más espinosos del Universo.

Tiempo y experiencia

Las relatividades especial y general hicieron añicos la universalidad, la unicidad del tiempo. Estas teorías demostraron que podemos tomar un trozo del viejo tiempo universal de Newton y llevarlo con nosotros. Se convierte en nuestro propio reloj personal, nuestra propia vía personal que nos arrastra implacablemente de un instante al siguiente. Nos sorprende la teoría de la relatividad porque aunque nuestro propio reloj personal parece marchar uniformemente, acorde con nuestra sensación intuitiva del tiempo, la comparación con otros relojes revela diferencias. El tiempo para usted no tiene por qué ser el mismo que el tiempo para mí. Aceptemos esta lección como algo dado. Pero ¿cuál es la verdadera naturaleza del tiempo para mí? ¿Cuál es el carácter pleno del tiempo tal como es experimentado y concebido por el individuo, sin un interés primario en hacer comparaciones con las experiencias de otros? ¿Reflejan exactamente estas experiencias la verdadera naturaleza del tiempo? ¿Y qué nos dicen sobre la naturaleza de la realidad?

Nuestras experiencias nos enseñan, sin género de dudas, que el pasado es diferente del futuro. El futuro parece presentar una riqueza de posibilidades, mientras que el pasado está ligado a una sola cosa, a lo que sucedió realmente. Nos sentimos capaces de influir, de moldear y de afectar al futuro en un grado u otro, mientras que el pasado parece inmutable. Y entre pasado y futuro está el escurridizo concepto del ahora, un punto de soporte temporal que se reinventa a cada momento, como los fotogramas de un film cuando pasan por la luz intensa del proyector y se convierten en el presente momentáneo. El tiempo parece marchar a un ritmo imparable y perfectamente uniforme, que marca el destino fugaz del ahora con cada golpe de la baqueta en el tambor.

Nuestras experiencias nos enseñan también que hay un sesgo evidente en la forma en que se desarrollan las cosas en el tiempo. De nada vale lamentarse por la leche derramada, porque una vez derramada no puede "desderramarse" y nunca veremos que las salpicaduras de la leche se vuelvan a juntar, suban desde el suelo y se concentren dentro de un vaso en una encimera de la cocina. Nuestro mundo parece atenerse perfectamente a una flecha temporal unidireccional, que nunca se desvía de una regla por la cual las cosas pueden empezar de esta manera y terminar de aquélla, pero nunca pueden empezar de aquélla y terminar de ésta.

Nuestras experiencias, por consiguiente, nos enseñan dos cosas primordiales. Primero, el tiempo parece fluir. Es como si estuviéramos en la ribera del río del tiempo mientras avanza la poderosa corriente, trayendo el futuro hacia nosotros, convirtiéndose en el ahora en el instante en que nos alcanza y siguiendo su rápido curso cuando se aleja corriente abajo hacia el pasado. O, si eso es demasiado pasivo, invirtamos la metáfora: nosotros viajamos en el río del tiempo que avanza implacablemente, arrastrándonos desde un ahora al siguiente, mientras el pasado se aleja con el paisaje que pasa y el futuro nos espera corriente abajo. Segundo, el tiempo parece tener una flecha. El flujo del tiempo parece ir en una dirección y sólo en una, en el sentido de que las cosas suceden en una y sólo en una secuencia temporal. El tiempo parece tener una dirección intrínseca, que apunta desde lo que llamamos pasado hacia lo que llamamos futuro.

Estos rasgos del tiempo, fáciles de sentir, generan algunos de sus enigmas más intrigantes. ¿Fluye realmente el tiempo? Si lo hace, ¿qué está fluyendo en realidad? ¿Y con qué rapidez fluye esta cosa temporal? ¿Realmente tiene el tiempo una flecha? El espacio, por ejemplo, no parece tener una flecha intrínseca; para un astronauta en lo más recóndito del espacio, izquierda y derecha, delante y detrás, y arriba y abajo, estarían en pie de igualdad, de modo que ¿de dónde vendría una flecha del tiempo? Si existe una flecha del tiempo, ¿es absoluta? ¿O hay cosas que pueden evolucionar en una dirección opuesta a la dirección en que parece apuntar la flecha del tiempo?

Voy a exponer algo de nuestro conocimiento actual reflexionando en primer lugar sobre estas cuestiones en el contexto de la Física clásica. Así que en lo que queda de este artículo ignoraré la probabilidad cuántica y la indeterminación cuántica. No obstante, mucho de lo que vamos a ver se traduce directamente al dominio cuántico, y en otro artículo adoptaré la perspectiva cuántica.

¿Fluye el tiempo?

Desde nuestra perspectiva, la respuesta parece obvia. Pero por mucho que los físicos lo hayan intentado, nadie ha encontrado dentro de las leyes de la Física ninguna prueba convincente que apoye esta sensación intuitiva de que el tiempo fluye. De hecho, una reformulación de algunas de las ideas de Einstein en la relatividad especial proporciona evidencia de que el tiempo no fluye. Los científicos no han encontrado ningún mecanismo físico que distinga a un instante después de otro como momentáneamente real, el ahora momentáneo, a medida que el mecanismo avanza siempre hacia el futuro. Todo lo contrario. Una consecuencia de la obra de Einstein no muy ampliamente reconocida es que la realidad relativista especial trata todos los instantes por igual. Aunque la noción de "ahora" desempeña un papel central en nuestra visión del mundo, la relatividad subvierte una vez más nuestra intuición y hace del nuestro un Universo igualitario en el que cualquier instante es tan real como cualquier otro.

La persistente ilusión de pasado, presente y futuro

Para entender la perspectiva de Einstein necesitamos una definición operativa de la realidad, un algoritmo para determinar qué cosas existen en un instante dado. Éste es un enfoque común. Cuando yo contemplo la realidad, lo que existe en este instante, represento en mi mente una especie de instantánea, una imagen mental congelada del Universo entero precisamente ahora. Mientras escribo estas palabras, mi sensación de lo que existe precisamente ahora, mi sensación de la realidad, equivale a una lista de todas esas cosas: el tic de medianoche en el reloj; el primer rayo del sol de la mañana iluminando la noche; el ruido de la calle, la fusión de dos átomos de hidrógeno concretos en el Sol, la emisión de un fotón desde la nebulosa de Orión; el último momento de una estrella moribunda antes de colapsar en un agujero negro, que están, en este instante, en mi imagen mental congelada. Estas son las cosas que suceden precisamente ahora, de modo que son las cosas que yo afirmo que existen precisamente ahora.

¿Existe precisamente ahora Bohr? No. ¿Existe precisamente ahora Newton? No. ¿Existe precisamente ahora Einstein? No. ¿Existe precisamente ahora Hawking? No. Ninguno de ellos están en mi lista, ahora actual. ¿Existe ahora alguien nacido en el año 2300 o en el 3500 o en el 57000? No. Una vez más, ninguno de ellos está en mi imagen congelada mental, ninguno de ellos está en mi porción de tiempo actual, y por eso, ninguno de ellos está en mi "lista-ahora" actual. Por consiguiente, digo sin duda que no existen actualmente. Así es como yo defino la realidad en cualquier instante dado; es un enfoque intuitivo que utilizamos la mayoría de nosotros, a veces de forma implícita, cuando pensamos en la existencia.

Utilizaré esta idea más adelante, pero seamos conscientes de un punto importante. Una lista de "ahora", la realidad en esta manera de pensar, es una cosa curiosa. Nada de lo que usted ve precisamente ahora pertenece a su lista-ahora, porque la luz necesita un tiempo para llegar hasta sus ojos. Cualquier cosa que usted ve precisamente ahora ya ha sucedido. Usted no está viendo las palabras de esta página como son ahora, más bien, si está manteniendo la pantalla del ordenador a 30 centímetros de su rostro, las está viendo tal como eran hace una milmillonésima de segundo. Si mira al otro lado de una habitación de tamaño medio, está viendo las cosas tal como eran hace entre 10 milmillonésimas y 20 milmillonésimas de segundo; si mira la Gran Vía la está viendo tal cómo era hace una diezmilésima de segundo; si mira la Luna, la está viendo tal como era hace un segundo y medio; si mira el Sol, lo ve como era hace 8 minutos; en el caso de las estrellas visibles a simple vista, las ve cómo eran entre aproximadamente hace unos años y hace 10.000 años.

Curiosamente, entonces, aunque una imagen mental congelada recoge nuestra sensación de realidad, nuestra sensación intuitiva de lo que existe «ahí fuera», dicha imagen consta de sucesos que no podemos experimentar, ni a los que podemos afectar, y ni siquiera registrar precisamente ahora. En su lugar, una lista-ahora actual sólo puede ser recopilada a posteriori. Si conoce a qué distancia está algo, puede determinar cuándo emitió la luz que ve ahora y por eso puede determinar a qué rebanada de tiempo pertenece, en qué lista-ahora ya pasada debería estar registrada. De todas formas, y éste es el punto principal, cuando utilizamos esta información para recopilar la lista-ahora para cualquier instante dado, actualizándola continuamente a medida que recibimos luz de objetos cada vez más lejanos, las cosas que se incluyen en la lista son las cosas que intuitivamente creemos que existían en ese instante.

Es notable que esta forma aparentemente directa de pensar nos lleva a una concepción inesperadamente ampliada de la realidad. Ya se ha visto que según el espacio absoluto y el tiempo absoluto de Newton, la imagen congelada que tenemos todos del Universo en un instante dado contiene exactamente los mismos sucesos; el ahora de cada uno de nosotros es el mismo ahora, y por ello la lista-ahora de cada uno para un instante dado es idéntica. Si alguien o algo está en su lista-ahora para un instante dado, entonces también está necesariamente en mi lista-ahora para ese instante. La intuición de la mayoría de las personas está aún ligada a esta manera de pensar, pero la relatividad especial nos cuenta una historia muy diferente.

Dos observadores en movimiento relativo tienen ahoras, instantes únicos de tiempo, desde la perspectiva de cada uno, que son diferentes: sus ahoras cortan el espaciotiempo a ángulos diferentes. Y diferentes ahoras significan diferentes listas-ahora. Los observadores que se mueven uno con respecto a otro tienen diferentes concepciones de lo que existe en un instante dado, y por ello tienen diferentes concepciones de la realidad. A las velocidades cotidianas los ángulos entre las rebanadas-ahora de dos observadores es minúsculo: por eso es por lo que en la vida cotidiana no advertimos ninguna discrepancia entre nuestra definición de ahora y la de cualquier otro. Por esta razón, la mayoría de las discusiones sobre la relatividad general se centran en lo que sucedería si viajáramos a velocidades enormes, velocidades próximas a la de la luz, puesto que este movimiento amplificaría enormemente los efectos.

Pero hay otra forma de amplificar la distinción de las concepciones del ahora de dos observadores, y creo que ofrece una aproximación particularmente ilustrativa a la cuestión de la realidad. Se basa en el siguiente hecho simple: si usted y yo rebanamos una barra de pan a ángulos ligeramente diferentes, apenas tendrá un efecto en las rebanadas de pan resultantes. Pero si la barra es enorme, la conclusión es diferente. De la misma forma que una abertura minúscula entre las hojas de unas tijeras enormemente largas se traduce en una gran separación entre las puntas de las hojas, cortar una enorme barra de pan a ángulos ligeramente diferentes da rebanadas que se desvían una gran cantidad a distancias alejadas de donde se cruzan las rebanadas.

Rebanadas de espaciotiempo

Lo mismo es cierto para el espaciotiempo. A las velocidades cotidianas, las rebanadas que representan el ahora para dos observadores en movimiento relativo estarán orientadas en ángulos que sólo difieren ligeramente. Si los dos observadores están próximos, esto apenas tendrá efecto. Pero, igual que en la barra de pan, ángulos minúsculos generan grandes separaciones entre las rebanadas cuando su impacto se examina sobre grandes distancias. Y en el caso de las rebanadas de espaciotiempo, una gran desviación entre rebanadas significa un desacuerdo importante sobre qué sucesos considera cada observador que están sucediendo ahora. Esto implica que individuos que se mueven uno con respecto a otro, incluso a las velocidades cotidianas ordinarias, tendrán concepciones cada vez más diferentes del ahora si están cada vez más lejos en el espacio. Si usted acepta la noción de que la realidad consiste en las cosas que hay en su imagen mental congelada precisamente ahora, y si usted está de acuerdo en que su ahora no es más válido que el ahora de alguien situado muy lejos en el espacio y que puede moverse libremente, entonces la realidad engloba todos los sucesos en el espaciotiempo. La barra total existe.

De la misma manera que imaginamos que todo el espacio está realmente ahí fuera, que existe realmente, también deberíamos imaginar que todo el tiempo está realmente ahí fuera, que también existe realmente. Pasado, presente y futuro parecen ser ciertamente entidades distintas. Pero, como Einstein dijo en cierta ocasión: «Para nosotros, físicos convencidos, la distinción entre pasado, presente y futuro es sólo una ilusión, por persistente que sea». Lo único que es real es la totalidad del espaciotiempo.

La experiencia y el flujo del tiempo

En esta manera de pensar, los sucesos, independientemente de cuándo ocurran desde cualquier perspectiva concreta, simplementeson. Todos existen. Ocupan eternamente su punto concreto en el espaciotiempo. No hay flujo. Si usted lo hubiera pasado bien en la Nochevieja de 2022, usted lo sigue pasando bien, puesto que ésa es sólo una localización inmutable en el espaciotiempo. Es duro aceptar esta descripción, pues nuestra visión del mundo distingue claramente entre pasado, presente y futuro. Pero si observamos atentamente este familiar esquema temporal y lo confrontamos con los hechos fríos y duros de la Física moderna, su único lugar de cobijo parece estar dentro de la mente humana.

Es innegable que nuestra experiencia consciente parece barrer las rebanadas. Es como si nuestra mente proporcionara un proyector, de modo que los instantes de tiempo nacen cuando son iluminados por el poder de la consciencia. La sensación fluyente de un momento al siguiente surge de nuestro reconocimiento consciente del cambio en nuestros pensamientos, sentimientos y percepciones. Y la secuencia de cambio parece tener un movimiento continuo; parece desplegarse en una historia coherente. Pero, sin ninguna pretensión de precisión psicológica o neurobiológica, podemos imaginar cómo podríamos experimentar un flujo de tiempo incluso si en realidad no hay tal cosa.

Cada momento en el espaciotiempo, cada rebanada de tiempo, es como uno de los fotogramas de una película. Existe ya esté o no iluminado por una luz. Para usted que está en cualquier momento semejante, éste es el ahora, es el instante que usted experimenta en dicho instante. Y siempre lo será. Además, dentro de cada rebanada individual, sus pensamientos y recuerdos son suficientemente ricos para dar una sensación de que el tiempo ha fluido continuamente hasta ese instante. Este sentimiento, esta sensación de que el tiempo está fluyendo, no requiere instantes previos, fotogramas previos, que sean «iluminados secuencialmente». Y si usted piensa en ello durante un instante más, se dará cuenta de que eso es algo muy bueno, porque la noción de un proyector de luz que crea secuencialmente instantes es altamente problemática por otra razón aún más básica. Si el proyector hiciese adecuadamente su trabajo e iluminase un instante dado, digamos, las campanadas de la Nochevieja de 2022, ¿qué significaría que dicho instante pasa a la oscuridad? Si el instante fuera iluminado, entonces estar iluminado sería una característica del instante, una característica tan duradera e invariable como todo lo demás que sucede en dicho instante. Experimentar iluminación, estar «vivo», ser el presente, ser el ahora, y luego experimentar oscuridad, estar «durmiente», ser el pasado, ser lo que fue, es experimentar cambio.

Pero el concepto de cambio no tiene significado con respecto a un único instante en el tiempo. El cambio tendría que ocurrir a través del tiempo, el cambio marcaría el paso del tiempo, pero ¿qué noción de tiempo podría ser ésa? Por definición, los instantes no incluyen el paso del tiempo, al menos, no el tiempo del que somos conscientes, porque los instantes simplemente son, ellos son la materia prima del tiempo, ellos no cambian. Un instante particular no puede cambiar en el tiempo más que un lugar particular puede moverse en el espacio: si el lugar se moviera, sería un lugar diferente en el espacio; si un instante en el tiempo cambiara, sería un instante diferente en el tiempo.

La imagen intuitiva de un proyector que hace nacer cada nuevo "ahora" no resiste un examen cuidadoso. En su lugar, cada instante es iluminado, y cada instante permanece iluminado. Cada instante "es". Bajo un escrutinio más detallado, el río fluyente del tiempo se parece a un enorme bloque de hielo con cada instante congelado para siempre en su lugar. Esta concepción del tiempo es significativamente diferente de la que la mayoría de nosotros hemos interiorizado. Incluso si salió de sus propias ideas, Einstein no estaba preparado para la dificultad de absorber plenamente un cambio tan profundo de perspectiva. Einstein dijo que el problema del ahora le preocupaba seriamente. Explicó que la experiencia del ahora significa algo especial para el hombre, algo esencialmente diferente del pasado y el futuro, pero que esta diferencia importante no se da y no puede darse dentro de la Física. Que esta experiencia no pudiera ser captada por la Ciencia le parecía una cuestión a la que había que renunciar lamentable pero inevitablemente.

Esta renuncia deja abierta una cuestión central: ¿es la Ciencia incapaz de captar una cualidad fundamental del tiempo que la mente humana capta tan fácilmente como los pulmones toman aire, o es la mente humana la que impone en el tiempo una cualidad de su propia factura, una cualidad que es artificial y que por ello no semanifiesta en las leyes de la Física? El tiempo es un tema sutil y estamos lejos de entenderlo plenamente. Es posible que alguna persona perspicaz conciba algún día una nueva manera de considerar el tiempo y revelar un fundamento físico válido para un tiempo que fluye. Entonces una vez más, la discusión anterior, basada en la lógica y la relatividad, quizá resulte ser toda la historia.

Ciertamente, sin embargo, la sensación de que el tiempo fluye está perfectamente enraizada en nuestra experiencia e impregna completamente nuestro pensamiento y nuestro lenguaje. Tanto es así que hemos caído, y seguiremos cayendo, en las descripciones habituales y coloquiales que remiten a un tiempo que fluye. Pero no confundamos lenguaje con realidad. El lenguaje humano es mucho mejor para captar la experiencia humana que para expresar leyes Físicas profundas.