Es posible que el paso inexorable del tiempo no espere a nadie, pero un nuevo experimento realizado por investigadores de la Universidad Técnica de Darmstadt en Alemania y la Universidad de Roskilde en Dinamarca muestra cómo en algunos materiales puede ocasionalmente moverse.
Una investigación sobre la forma en que sustancias como el vidrio envejecen ha descubierto la primera evidencia física de que una medida del tiempo basada en materiales es reversible.
En su mayor parte, a las leyes de la física les importa poco la flecha del tiempo. Invierta una ecuación que describa el movimiento de un objeto y podrá calcular fácilmente dónde comenzó. Describimos tales leyes como tiempo reversible.
Si bien muchas leyes individuales se burlan del momento, el destino de nuestro Universo en su conjunto está dictado por la inevitable atracción del caos. En una dirección, huevos recién puestos. En el otro, tortillas. Por mucho que calcules, no volverás a conseguir un huevo bonito y redondo.
En términos científicos, podríamos decir que el tiempo es una característica de la segunda ley de termodinámica – la tendencia de los sistemas aislados a estar más desordenados que en el pasado en formas que no pueden revertirse fácilmente.
Es difícil decir qué decide si un sistema material es reversible en el tiempo o impulsado por la entropía. Podemos imaginar fácilmente la oxidación de un coche viejo, el desgaste de una estatua o el constante deterioro de un barco varado, pero materiales como el vidrio puede cambiar lentamente en formas que no tienen nada que ver con fuerzas corrosivas externas.
Las sustancias no cristalinas, que consisten en mezclas de partículas similares a líquidos, que incluyen varios polímeros y sólidos amorfos como el vidrio, se relajan hasta un estado teóricamente estable según su propio reloj impulsado por la entropía. Piense en ello como una especie de teoría especial de la relatividad basada no en la gravedad o la aceleración, sino en la reconfiguración constante de una variedad de moléculas que encajan termodinámicamente en su lugar.
Los físicos describen esta medida del envejecimiento como tiempo material. Si bien el concepto ha existido desde principios de los años 1970su interpretación en lo que se conoce como formalismo de Tool-Narayanaswamy nunca se ha medido experimentalmente.
Hay una buena razón para esto. El vidrio envejece lentamente de maneras que no se pueden captar simplemente observándolo de cerca.
“Fue un enorme desafío experimental”, dice El autor principal, Till Böhmer, físico de la materia condensada de la Universidad Técnica de Darmstadt.
El equipo hizo un uso inteligente de una cámara de vídeo de alta sensibilidad para registrar la luz láser dispersa que, al incidir en una muestra de vidrio, formaba patrones de interferencia que podían interpretarse estadísticamente como fluctuaciones que transmitían una sensación de tiempo material dentro de tres sustancias diferentes formadoras de vidrio.
En lugar de estar atrapados en un camino hacia el equilibrio, encontraron evidencia de que el tiempo es reversible a nivel molecular, variando a medida que las partículas se empujan y atraen entre sí para formar nuevas disposiciones. Al rebobinar todo el proceso, resulta imposible saber si la película se está reproduciendo hacia adelante o hacia atrás.
“Sin embargo, esto no significa que el envejecimiento de los materiales pueda revertirse”, dice Böhmer.
En conjunto, el sistema está destinado a establecerse en un estado determinado por la entropía.
Sin embargo, las pequeñas oscilaciones de los péndulos moleculares no contribuyen a este proceso, moviéndose de un lado a otro, aparentemente sin pensar en las mareas del tiempo que los rodean.
Esta investigación fue publicada en Física de la naturaleza.