¿Existe el tiempo? La perspectiva de un físico

Hora es sin duda un tema muy complejo en física, y hay personas que creen que el tiempo en realidad no existe. Un argumento común que usan es que Einstein demostró que todo es relativo, por lo que el tiempo es irrelevante. En el libro superventas El secreto, los autores dicen que "el tiempo es solo una ilusión". ¿Es esto realmente cierto? ¿Es el tiempo solo un producto de nuestra imaginación?

Entre los físicos, no hay ninguna duda real de que el tiempo realmente existe. Es un fenómeno medible y observable. Los físicos solo están divididos un poco sobre las causas de esta existencia y lo que significa decir que existe. De hecho, esta pregunta bordea el ámbito de la metafísica y la ontología (la filosofía de la existencia) como tanto como en las preguntas estrictamente empíricas sobre el tiempo que la física está bien equipada para abordar.

La frase "la flecha del tiempo" fue acuñada en 1927 por Sir Arthur Eddington y popularizada en su libro de 1928. La naturaleza del mundo físico

1. Es vívidamente reconocido por la conciencia.
2. Nuestra facultad de razonamiento lo insiste igualmente, lo que nos dice que una inversión de la flecha haría que el mundo externo careciera de sentido.
3. No aparece en la ciencia física, excepto en el estudio de la organización de varios individuos. Aquí la flecha indica la dirección del aumento progresivo del elemento aleatorio.

Los primeros dos puntos son ciertamente interesantes, pero es el tercer punto que captura la física de la flecha del tiempo. El factor distintivo de la flecha del tiempo es que apunta en la dirección de aumentar entropía, por el Segunda ley de la termodinámica. Las cosas en nuestro universo decaen como un curso de procesos naturales basados ​​en el tiempo... pero no recuperan espontáneamente el orden sin mucho trabajo.

Sin embargo, hay un nivel más profundo de lo que dice Eddington en el punto tres, y es que "no aparece en la ciencia física excepto ..." ¿Qué significa eso? ¡El tiempo está por todas partes en física!

Si bien esto es cierto, lo curioso es que las leyes de la física son "reversibles en el tiempo", que es decir que las leyes mismas parecen funcionar perfectamente si el universo se jugara en marcha atrás. Desde el punto de vista de la física, no hay una razón real por la cual la flecha del tiempo deba necesariamente avanzar.

La explicación más común es que en el pasado muy lejano, el universo tenía un alto grado de orden (o baja entropía). Debido a esta "condición límite", las leyes naturales son tales que la entropía aumenta continuamente. (Este es el argumento básico presentado en el libro de 2010 de Sean Carroll Desde la eternidad hasta aquí: la búsqueda de la última teoría del tiempo, aunque va más allá al sugerir posibles explicaciones de por qué el universo pudo haber comenzado con tanto orden).

Un error común difundido por una discusión poco clara sobre la naturaleza de la relatividad y otras físicas relacionadas con el tiempo es que, de hecho, el tiempo no existe en absoluto. Esto se encuentra en una serie de áreas que comúnmente se clasifican como pseudociencia o incluso misticismo, pero me gustaría abordar una aparición particular en este artículo.

En el libro de autoayuda más vendido (y video) El secreto, los autores plantearon la noción de que los físicos han demostrado que el tiempo no existe. Considere algunas de las siguientes líneas de la sección "¿Cuánto tiempo lleva?" en el capítulo "Cómo usar el secreto" del libro:

"El tiempo es solo una ilusión. Einstein nos dijo eso ".

"Lo que los físicos cuánticos y Einstein nos dicen es que todo está sucediendo simultáneamente".

"No hay tiempo para el universo y no hay tamaño para el universo".

Las tres declaraciones anteriores son categóricamente falsas, de acuerdo con más físicos (¡especialmente Einstein!). El tiempo es en realidad una parte integral del universo. Como se mencionó anteriormente, el concepto muy lineal del tiempo está ligado al concepto de la Segunda Ley de La termodinámica, que es vista por muchos físicos como una de las leyes más importantes en todos ¡física! Sin el tiempo como una propiedad real del universo, la Segunda Ley deja de tener sentido.

Lo que es cierto es que Einstein demostró, a través de su teoría de la relatividad, ese tiempo en sí mismo no era una cantidad absoluta. Más bien, el tiempo y el espacio están unidos de una manera muy precisa para formar el espacio-tiempo, y este espacio-tiempo es una medida absoluta que se puede utilizar: de nuevo, de una manera matemática muy precisa: para determinar cómo interactúan los diferentes procesos físicos en diferentes ubicaciones con cada uno otro.

Esto hace no significa que todo está sucediendo simultáneamente, sin embargo. De hecho, Einstein creía firmemente, basándose en la evidencia de sus ecuaciones (como mi = mc²): Que ninguna información puede viajar más rápido que la velocidad de la luz. Cada punto en el espacio-tiempo está limitado en la forma en que puede comunicarse con otras regiones del espacio-tiempo. La idea de que todo sucede simultáneamente es exactamente contraria a los resultados que desarrolló Einstein.

Este y otros errores físicos en El secreto son perfectamente comprensibles porque el hecho es que estos son temas muy complejos y los físicos no necesariamente los entienden completamente. Sin embargo, solo porque los físicos no necesariamente tienen una comprensión completa de un concepto como el tiempo no significa que es válido decir que no entienden el tiempo, o que han descartado todo el concepto como irreal. Seguramente no lo han hecho.

El libro de 2013 de Lee Smolin demuestra otra complicación en la comprensión del tiempo. Time Reborn: de la crisis de la física al futuro del universo, en el que argumenta que la ciencia (como afirman los místicos) trata el tiempo como una ilusión. En cambio, piensa que deberíamos tratar el tiempo como una cantidad fundamentalmente real y, si lo tomamos en serio como tal, descubriremos las leyes de la física que evolucionan con el tiempo. Queda por ver si este atractivo realmente dará como resultado nuevas ideas sobre los fundamentos de la física.

Editado por Anne Marie Helmenstine, Ph. D.