Por qué la mecánica cuántica dice que el pasado no es real

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Adolf Hitler murió el 30 de abril de 1945. Al menos eso es lo que dice la historia oficial. Pero un puñado de historiadores cuestionaron la evidencia e insistieron en que el Führer escapó de un Berlín devastado por la guerra y vivió escondido en algún lugar. Aunque este último relato es ampliamente descartado hoy en día como una teoría de la conspiración infundada, ningún historiador racional dudaría de que, cualesquiera que sean las pruebas en disputa, hubo al menos un “hecho del asunto”. Hitler murió ese día o no. No tendría sentido decir que Hitler estaba vivo y muerto el 2 de mayo de 1945. Sin embargo, reemplace a Adolf Hitler con el famoso gato de Erwin Schrödinger y los “hechos del asunto” históricos se volverán seriamente turbios.

Schrödinger fue uno de los fundadores de la mecánica cuántica, la teoría científica de mayor éxito de la historia. Es la base de toda la química, la física de partículas, la ciencia de los materiales, la biología molecular y gran parte de la astronomía, y nos ha brindado maravillas tecnológicas deslumbrantes, desde láseres hasta teléfonos inteligentes. El problema es que, a pesar de todos sus triunfos, en el fondo la mecánica cuántica parece no tener sentido.

En la vida diaria, asumimos que hay un mundo real “ahí afuera” en el que objetos como mesas y sillas poseen propiedades bien definidas, como tener una posición y una orientación, independientemente de si alguien está mirando o no. Cuando observamos un objeto en el mundo macroscópico, simplemente descubrimos una realidad preexistente. Pero la mecánica cuántica se ocupa del micromundo de los átomos y las partículas subatómicas, donde la realidad se evapora en incertidumbre y confusión.

La incertidumbre cuántica implica que el futuro no está completamente determinado por el presente. Por ejemplo, si se dispara un electrón con una velocidad conocida hacia una barrera delgada, podría rebotar o podría atravesar la barrera y volar hacia el lado más alejado. O si un átomo se pone en un estado excitado, es posible que un microsegundo después todavía esté excitado o que se haya desintegrado y emitido un fotón. En ambos casos, no podemos predecir con certeza cuál será el caso; sólo se pueden dar las probabilidades de apuestas.

Y la mayoría de la gente se siente cómoda aceptando que el futuro está algo abierto. Pero la confusión cuántica también implica que el pasado tampoco es un hecho. Si se mira a una escala suficientemente fina, la historia se disuelve en una amalgama de realidades alternativas, técnicamente denominada superposición.

La borrosidad del micromundo cuántico se enfoca con nitidez cuando se realiza una medición. Por ejemplo, podría realizar una medición de la posición de un electrón y descubrir que tiene una ubicación específica. Pero según la mecánica cuántica, eso no significa que el electrón ya estuviera allí antes de la medición, sino que la observación simplemente revela exactamente dónde. Más bien, la medición se proyecta como un electrón en un lugar desde un estado previo de falta de posición.

Si es así, ¿cómo deberíamos pensar sobre el electrón antes de que fuera observado? Imaginemos una plétora de “electrones fantasmas” semirreales distribuidos por el espacio, cada uno de los cuales representa una realidad potencial diferente, flotando en un estado de limbo. A veces esto se describe diciendo que el electrón está en muchos lugares a la vez. Entonces – ¡zas! – se realiza una medición que sirve para promover un específico “fantasma ganador” en la realidad concreta, aniquilando a los competidores.

¿Tiene el experimentador alguna opción sobre el resultado? No cuando se trata de elegir al fantasma ganador: eso se reduce al azar. Pero, no obstante, hay un elemento de elección involucrado, y es crucial para comprender la realidad cuántica. Si, en lugar de realizar una medición de la posición, el experimentador elige medir la velocidad del electrón, entonces el estado anterior difuso vuelve a generar un resultado nítido, pero esta vez creando no un electrón en un lugar, sino un electrón con una velocidad. Y se descubre que un electrón con velocidad se comporta como una onda. No es la misma entidad que un electrón en un lugar, que es una partícula. Evidentemente, los electrones son de alguna manera ondas y partículas; el aspecto que manifiestan depende de cómo alguien elija interrogarlos.

En pocas palabras: lo que le sucede al electrón (si se comporta como una onda o como una partícula en el futuro) depende del tipo de medición que el experimentador decida realizar para observarlo. Es extraño, sin duda, pero aquí es donde se vuelve realmente extraño: ¡también ocurre que lo que le ha sucedido al átomo antes de la medición depende de la decisión del experimentador! Es decir, la naturaleza del electrón en el pasado (onda o partícula) está determinada por esa elección. Parece como si algo retrocediera en el tiempo y afectara la forma en que era el mundo “allá afuera” antes de la medición.

¿Es esto un viaje en el tiempo? ¿Retrocausalidad? ¿Telepatía? Todas estas palabras se difunden en artículos populares sobre física cuántica, pero la descripción más adecuada la dio John Wheeler, el físico que acuñó el término agujero negro: “El pasado no existe excepto tal como está registrado en el presente”, declaró.

La descripción de Wheeler suena profunda como una máxima, pero ¿existe algún experimento real que lo demuestre? De hecho, lo hay, como supe por primera vez del propio Wheeler cuando nos reunimos para desayunar en el hotel Hilton de Baltimore en 1980. La comida comenzó con una pregunta críptica, típica del hombre: “¿Cómo se sostiene el fantasma de un fotón?” preguntó. Al ver mi desconcierto, Wheeler pasó a explicarme un giro novedoso que había ideado para un experimento cuántico clásico. Es más fácil hacerlo con luz, aunque también se puede hacer con electrones o incluso átomos completos.

El experimento, realizado por primera vez por el erudito inglés Thomas Young en 1801, es un intento de demostrar la naturaleza ondulatoria de la luz. Young instaló una pantalla perforada por dos rendijas estrechas muy juntas y la iluminó con un punto de luz. La luz pasa a través de las rendijas y cae sobre una segunda pantalla un poco más alejada de la fuente de luz. ¿Qué vio Young? No dos bandas de luz borrosas, como se podría imaginar, sino una serie de franjas brillantes y oscuras, llamadas franjas de interferencia. Surgen porque las ondas de luz que pasan a través de cada rendija se extienden y, cuando llegan al mismo ritmo (de pico a pico, de valle a valle), se refuerzan para formar una mancha brillante, y cuando llegan fuera de ritmo, se cancelan y producen una mancha oscura.

La mecánica cuántica comenzó cuando los físicos debatieron si la luz estaba formada por ondas o partículas, llamadas fotones. Ahora sabemos que, al igual que los electrones, la respuesta es ambas. Y con la tecnología moderna se puede realizar el experimento de Young fotón por fotón. Cada fotón forma un pequeño punto en la segunda pantalla y, con el tiempo, muchos puntos forman un patrón en forma de motas para mostrar las franjas distintivas que descubrió Young. Esto parece desconcertante: si un fotón es una partícula diminuta, seguramente debe pasar por una rendija o por la otra. Pero se necesitan ambas rendijas para formar el patrón de interferencia.

¿Qué sucede entonces si un experimentador astuto decide ver por qué rendija pasa un fotón determinado? Esto se puede lograr fácilmente colocando un detector cerca de las rendijas. Cuando se hace esto, el patrón de interferencia desaparece. De hecho, la intromisión en la detección ha provocado que el fotón se manifieste como una partícula, eliminando así su naturaleza ondulatoria. Puedes hacer exactamente lo mismo con los electrones: descubrir por qué rendija pasaron y no encontrar ningún patrón de rayas, o dejar ambigua la trayectoria de cada electrón y observar las rayas (después de que muchos electrones hayan formado el patrón). Así, el experimentador decide, fotón a fotón o electrón a electrón, si se comporta como una onda o como una partícula cuando llega a la pantalla de imagen.

Ahora llegamos al giro de Wheeler. Esa decisión (mirar o no mirar) no tiene por qué tomarse con anticipación. De hecho, se puede dejar hasta que el fotón (o electrón) haya pasado a través del sistema de rendijas y esté en camino hacia la pantalla de imagen. En efecto, el experimentador puede optar por mirar hacia atrás y ver de qué rendija emanó o no el fotón. Esta configuración, que comprensiblemente recibe el nombre de experimento de elección retrasada, se ha realizado y, efectivamente, los resultados son los esperados. Cuando el experimentador decide mirar, los fotones no forman franjas colectivamente; cuando pasan desapercibidos, lo hacen. ¿La conclusión? La realidad que fue (si la luz se comportó como una onda que pasó a través de ambas rendijas o como una partícula que pasó a través de una) está determinada por la elección posterior del experimentador. Debo mencionar que, en el experimento real, la “elección” es automatizada y aleatoria para evitar sesgos que puedan sesgar los resultados, y porque todo sucede más rápido que los tiempos de reacción humanos.

El experimento de la elección retrasada no cambia el pasado. Más bien, en ausencia del experimento, hay muchos pasados: múltiples realidades mezcladas. Cuando se decide qué medir, algunas de esas historias se eliminan. El efecto de la elección es reducir parte de la confusión cuántica del pasado y, si no determinar una historia única, al menos reducir el número de contendientes. Por eso a veces se le llama experimento del borrador cuántico.

En el experimento real, el tiempo de retrospectiva es de aproximadamente un nanosegundo, pero en principio podría extenderse hasta el origen del universo. Y, de hecho, ese era el significado detrás de la críptica pregunta de Wheeler sobre cómo sostener el fantasma del fotón. Imaginó una fuente de luz cósmica distante que sería enfocada gravitacionalmente desde nuestro punto de vista por un agujero negro intermedio, con trayectorias de luz gemelas curvadas alrededor de lados opuestos del agujero negro antes de converger en la Tierra, un poco como el experimento de las dos rendijas a escala cósmica. Un fantasma del fotón podría llegar por una ruta, mientras que otro fantasma que tome la otra ruta, posiblemente más larga, podría no llegar hasta dentro de un mes. Para realizar un experimento de interferencia cósmica de este tipo, habría que almacenar de alguna manera, o “retener”, el primer fantasma para esperar la llegada del segundo antes de fusionarlos, de modo que las ondas se superpusieran al mismo tiempo, como lo hacen en el experimento original de Young.

Einstein escribió una vez que el pasado, el presente y el futuro son sólo ilusiones. En eso se equivocó. El error radica en la palabra “el”. Hoy existe un pasado en los registros históricos, pero consiste en una vasta multiplicidad de “pasados ​​fantasmas” mezclados de una manera que forma una narrativa única a escala macroscópica. Sin embargo, a nivel cuántico, se desvanece en una amalgama de realidades parciales borrosas que se encuentran más allá de la experiencia humana.

Paul Davies es físico teórico, cosmólogo, astrobiólogo y autor de bestsellers. Su libro, Quantum 2.0, publicado en noviembre de 2025 por Penguin.

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