Todos conocemos las reglas.
Si, por cualquier razón, por cualquier medio, viajas atrás en el tiempo, no debes encontrar ni matar a tu propio abuelo antes de que haya tenido la oportunidad de procrear.
Hacerlo rompería el Universo, porque si tu abuelo nunca tuviera descendencia, tú no nacerías y no podrías viajar en el tiempo para matarlo.
No está claro cómo el Universo resolvería este enigma. Tal vez las leyes de la física simplemente evitarían que esto sucediera en primer lugar. Stephen Hawking lo dijo.
Pero hoy tenemos buenas noticias. Los físicos han encontrado una manera matemática de evitar esta crisis. Sólo hay un pequeño problema: su solución introduce una inestabilidad que podría provocar que pequeñas perturbaciones en el tejido del espacio-tiempo crezcan exponencialmente.
Oh bueno.
Hawking propuso su conjetura de protección cronológica en 1992 para explorar la cuestión de si era posible viajar hacia atrás en el tiempo. La conjetura dice: “Las leyes de la física no permiten la aparición de curvas temporales cerradas”.
El problema es que, aunque los cálculos de Hawking respaldaron su conjetura, los físicos aún tienen que establecer que el Universo realmente la impone.
La teoría general de la relatividad de Einstein, nuestra mejor descripción de la gravedad, permite algunas disposiciones decididamente peculiares del espacio-tiempo. Entre ellas se encuentran las curvas temporales cerradas: caminos a través del espacio-tiempo que, al menos matemáticamente, pueden llevar al viajero a su propio pasado.
Si tales caminos realmente podrían existir en el Universo físico es otra cuestión completamente distinta.
Hawking sospechaba que los efectos cuánticos impedirían su formación. Pero nadie ha logrado identificar de manera concluyente cuál podría ser ese mecanismo.
Los físicos Moustafa Ismail y David Mattingly, de la Universidad de New Hampshire, se preguntaron si la gravedad misma podría contener la respuesta. Después de todo, si las matemáticas de la gravedad permiten que existan bucles de tiempo, tal vez una formulación diferente de la gravedad podría evitarlos.
Ahora bien, hay algo que debes entender sobre la gravedad. Aunque la relatividad general es el mejor marco que tenemos actualmente para describirla, no es el único marco que tenemos para describirla.
En la relatividad general, el espacio-tiempo tiene una geometría descrita por algo llamado métrica, que determina distancias e intervalos de tiempo, y una conexión matemática que describe cómo cambian las direcciones a medida que te mueves a través de esa geometría. Los dos están vinculados de una manera particular.
Un marco alternativo para la gravedad llamado gravedad métrica afín afloja esa relación, permitiendo que la métrica y la conexión funcionen de manera más independiente.
Aquí es donde Ismail y Mattingly encontraron cierto margen de maniobra.
Utilizaron la gravedad métricamente afín para construir un modelo en el que el espacio-tiempo podría tener una dirección del tiempo incorporada. En las condiciones adecuadas, el tiempo siempre avanzaría a lo largo de cualquier camino que un viajero pudiera tomar a través del espacio-tiempo, haciendo imposible regresar a su propio pasado.
Llamaron a este modelo Cronología imponente de gravedad afín métrica. Así es. MAGIA.
Hasta aquí todo bien, ¿verdad?
Bien.
En la relatividad general, la gravedad puede fluctuar de dos maneras diferentes, correspondientes a las dos formas en que las ondas gravitacionales pueden estirar y comprimir el espacio.
MAGIC introduce una tercera forma en que la gravedad fluctúa: el modo escalar. Y el modo escalar no juega muy bien con la realidad tal como la conocemos.
En el contexto cosmológico que estudiaron los investigadores, sufre de algo llamado inestabilidad de gradiente. En lugar de propagarse como lo hacen normalmente las ondas estables, las perturbaciones en el modo escalar de MAGIC pueden crecer exponencialmente, con longitudes de onda más cortas creciendo más rápido.
Esto significa que, en su forma actual, MAGIC no puede proporcionar una descripción estable del Universo.
Ese es el mayor obstáculo para hacer de MAGIC una teoría viable de la gravedad. También hay algunos más pequeños.
En primer lugar, MAGIC sólo establece las condiciones para la protección cronológica a nivel local.
Para garantizar que el tiempo no pueda retroceder sobre sí mismo en ninguna parte del Universo, los investigadores tienen que hacer una suposición adicional sobre la estructura general del espacio-tiempo que no han demostrado que se desprenda del modelo mismo.
Entonces, si bien pueden hacer que MAGIC prevenga los bucles de tiempo, aún no han demostrado que la prevención de bucles de tiempo esté integrada en MAGIC.
En segundo lugar, MAGIC está diseñado para evitar que la métrica se descomponga de tal manera que el espacio-tiempo sea imposible de describir adecuadamente, pero esta salvaguardia no funciona en todas las circunstancias.
No sabemos si estas fallas realmente ocurren en MAGIC (los investigadores no han demostrado que ocurran), pero tampoco las han descartado.
Entonces, tenemos un marco que está diseñado para hacer cosas específicas que no siempre hacen las cosas específicas.
Pero eso está bien. Porque no se supone que la MAGIA sea la respuesta final. Es una demostración intrigante de cómo la protección cronológica podría incorporarse a la gravedad: un paso en la dirección de la investigación, que aún no es una solución funcional.
Y, una vez dado ese paso, los investigadores tienen una idea más clara de hacia dónde ir a continuación.
“Estabilizar el escalar sin perder el modo proyectivo cerrado y temporal es el siguiente paso natural hacia una finalización fenomenológica”, escriben.
Así que dile a tu abuelo que se quede quieto. Los físicos todavía podrían encontrar una manera de salvarle el pellejo de sus nietos que viajan en el tiempo y rompen las reglas.
La investigación ha sido publicada en Physical Review D.
Este artículo fue verificado por Fiona MacDonald y editado por Fiona MacDonald. Si bien nos enorgullecemos de nuestro proceso, somos humanos. Si detecta un error, háganoslo saber.