EL FINAL DEL TIEMPO
-segunda parte-
Una conversación con Julian Barbour
JB: Nunca he escuchado o leído a otros físicos hablar de esto. ¿Qué dicen de Platonia?
BARBOUR: Platonia es un caso especial basado en un concepto básico de la física que se llama configuración del espacio. El concepto existe desde hace mucho tiempo, mucho antes de la relatividad. El nombre técnico para cualquier Platonia es un estratificado múltiple - los estratos son lo que yo llamo las fronteras. Los estratificados multiples devienen de tomar la estructura potencialmente redundante y absoluta de dicha configuración de los espacios. Los estratificados múltiples han sido reconocidos como importantes desde hace menos de sesenta años. Pero de alguna manera la configuración de los espacios, o de forma más sencilla, los multiples estratificados, nunca han tenido el glamour de la idea de Einstein del espacio - tiempo o de los espacios de Hilbert de la mecánica cuántica. Son Cenicientas de la física teórica. Pero yo veo la cosmología cuántica como el Príncipe Encantador que no puede vivir sin ellos. Es una corazonada pero he llegado a pensar en su relación con las preguntas fundamentales: ¿Qué es el tiempo?, ¿Qué es el movimiento?
JB: Entonces, ¿para que le sirve Platonia?
BARBOUR: Para dos tareas: en primer lugar está la pregunta, ¿se puede describir la física clásica mediante está imágen? Esta es realmente la cuestión donde he realizado mi principal trabajo, todo lo que Newton podía hacer con el espacio y el tiempo absoluto se puede hacer más económicamente en Platonia. Eso fué lo primero y lo mostré junto con Bertotti, y además nos encontramos con que la teoría general de la relatividad de Einstein, que se creó como una teoría del espacio - tiempo, puede ser una teoría del tiempo apropiada para Platonia. Esto está estrechamente relacionado con el descubrimiento que hizo Dirac y nos conduce a la segunda tarea: ¿cuáles son las consecuencias de la "estructura platónica" de la relatividad general, en el universo cuántico? Esto es importante porque, por lo general, las teorías cuántica nacen a partir de una imagen clásica y la utilización de la cuantización.
Para los que no son físicos esto es una cosa bastante difícil de entender. Pero se puede ver que la idea de un universo sin fin podria llegar de considerar la función de onda de la mecánica cuántica descubieta en 1926 por Schrodinger. En la física clásica de Newton, si tienes tres partículas ellas siempre tienen posiciones definitivas en moemntos definidos. A veces constituirán algunos triángulos, y el centro de masa del triángulo estará en algún lugar y tendrá algunos orientación. Ahora lo que dice la mecánica cuántica es que, hasta que se hacen las observaciones de todas estas cantidades, no hay valores definidos, son sólo probabilidades, de todas ellas y cambian en el tiempo.
La razón por la que Schrodinger pudo crear una imagen de la mecánica cuántica como la que hizo se debe a que estaba usando los conceptos absolutos newtonianos de espacio y tiempo. El marco que crean hace que sea posible dar las probabilidades de los triángulos formados por las tres partículas de estan en diferentes posiciones y sus probabilidades de cambiar con el tiempo. Hay un tiempo independiente, que no tiene nada que ver con el contenido del universo. Pero si se está tratando de construir un universo donde no hay marcos exteriores de espacio y tiempo en la que esos contenidos existen, no se puede dar la probabilidad general de las partículas a estar en determinadas posiciones en el universo y tener una orientación general, Porque no tiene ningún sentido. Y ni yampoco se pueden cambiar las probabilidades con el tiempo, porque no existe ningún tiempo que cambiar. Lo más simple - era intentar conciliar la física cuántica con la idea de que no hay ningún marco invisible donde ocurren las cosas en el universo - y la idea era muy plausible con una "estructura platónica" de la relatividad general - que nos lleva a un cuadro en el que hay sólo unas probabilidades dadas cada vez por todas las configuraciones relativas del universo . Así que si tenemos tres partículas- las probabilidades de su universo serían sólo para las relaciones entre esas tres partículas, unas respecto a otras... por ejemplo, dos muy juntas y una más separada. Esa es la historia, completa y estática, en un grupo estático de configuraciones probabilisticas, que se identifican con lo que yo llamo Ahoras.
Así, este simple argumento da lugar a un cuadro donde sólo los Ahoras son posibles, y los Ahoras se definen por la manera en que la cosas en el universo se organizan. Eso es todo lo que sale de la teoría. De hecho esta foto, que Dirac ayudó a crear, fué algo que cristalizó hace más de 30 años. Está descrito por una ecuación denominada ecuación Wheeler - DeWitt . (John Wheeler la creo y Bryce DeWitt introdujo su derivación. Si de verdad resulta ser la ecuación del universo, el episodio será una repetición de la forma en que Hooke acosó a Newton en su solución del problema de Kepler. Las personas encuentran muy difícil aceptar el universo estático, que parecía surgir de todo esto. Sin embargo, creo que los argumentos que conducen a ello son fuertes. Hay apoyo para ello en la estructura de la teoría de Einstein y en la estructura de la mecánica cuántica. La ecuación podría no encontrarse nunca si este no es el caso. Así que me tomo todo esto con seriedad y trato de darle sentido, y por ejemplo me pregunto a menudo ¿cómo podemos extraer de ella una imagen de nuestro mundo, ¿cómo puede ser que yo pueda sentarme aquí y ver mis propias manos en movimiento, o las suyas también, en el caso de un Mundo completamente estático?
JB: ¿Esto tiene algo que ver con su idea de las cápsulas de tiempo?
BARBOUR: Sí. Supongamos que aceptamos que el universo cuántico es estático y atemporal. ¿Cómo podemos conciliar el hecho de ver una realidad con movimiento y además poder recordar el pasado?
De hecho, además de los sistemas de detección directa de los cambios, seán de uno u otro tipo, la única prueba directa que contamos para observar el tiempo y el pasado vienen de los registros que hagamos, lo cuál incluye los recuerdos. Ahora esos registros, ya sean naturales o causados por el hombre, como los fósiles, son tan ubicuos que podemos olvidar fácilmente cómo es de notable su existencia de acuerdo a la actual comprensión que tenemos de la mecánica clásica. Este es el problema de la extraordinariamente baja entropía del universo. Se puso de relieve hace un siglo por Boltzmann. En el contexto moderno de la relatividad general, Roger Penrose sigue señalando el gran problema que es esto . Todos los argumentos basados en la estadística de la mecánica clásica sugieren el universo debería tener una entropía muy superior y que existe en un estado en el cual esos registros simplemente no se pueden formar. Penrose quiere explicar la baja entropía y la flecha del tiempo con una nueva física que es explícitamente asimétrica con el tiempo, con una flecha para el tiempo y con fuerzas al comienzo del universo en un estado muy uniforme. Mi propia opinión es que, paradójicamente, la flecha del tiempo puede ser más fácil de explicar en una teoría en la que no hay tiempo para nada.
Sugiero que nuestra creencia en el tiempo y en un pasado se plantea únicamente porque toda nuestra experiencia nos llega por medio de arreglos estáticos de la materia, los Ahoras, que crean la apariencia del tiempo y de los cambios. Los geólogos ciertamente deducen que la tierra tiene una inmensamente larga historia por las estructuras que encuentran "congeladas" en las rocas. Es decir, por las pruebas del tiempo y el movimiento en forma estática. Nuestro recuerdos a largo - plazo también son difíciles - por el "cableado" de la estructura en la red neuronal del cerebro. Una vez más, son coherentes entre sí los registros en su forma estática. Incluso es posible que cuando vemos el fenómeno del movimiento material esto sea un patrón de conexiones neuronales por los códigos de las diferentes posiciones de un objeto en un movimiento, y la aparición del movimiento se deba a su presencia simultánea en una configuración cerebral. Como no tengo experiencia en neurociencia, no quiero insistir fuertemente en esta idea. Simplemente quiero sugerir que la aparición del momento puede ser producto exclusivamente de la configuración muy especial de la materia que tenemos y que pueden interpretarse como coherentes entre sí con los registros de los procesos que se desarrollaron en un pasado digamos definitivo y con conformidad con las leyes físicas que involucran al tiempo. Así tales configuraciones de tiempo se hacen cápsulas convencionales y vistas perfectamente realistas de lo que existe en un mundo externo. Sin embargo, creo que pueden surgir sin involucrar al tiempo. Si tomamos la ecación Wheeler - DeWitt en su valor nominal, esto es lo que debe suceder.
JB: Eso es bastante difícil de creer.
BARBOUR: Soy muy optimista y creo completamente que la única manera la única de pensar es que la aparición de tiempo pueden surgir de un universo esencialmente atemporal. Hay un muy extenso programa de investigación sobre ello en el que participan al menos veinte reconocidos físicos. Uno de los principales documentos fué escrito por Hawking hace unos 15 años. El aspecto del problema que más me excita es que se puede abolir la dicotomía entre las leyes de la naturaleza y las condiciones iniciales que usted tiene que agregar a ellas antes de poder hacer ninguna predicción. La cosa más interesante acerca de la cosmología cuántica es que se debe estar en condiciones de hacer predicciones sobre el universo que no se pueden hacer dentro de la física clásica.
La física clásica, tal como existe ahora, tiene leyes y tiene condiciones iniciales. Si realmente la cosmología cuántica es estática, no hay condiciones iniciales. No hay tiempo. No se pueden establecer las condiciones en un primer momento. En mi opinión, esto significa que la cosmología cuántica es potencialmente mucho más predictiva. Debe ser capaz de predecir fenómenos como la flecha del tiempo y la baja entropía del universo que en la física clásica sólo se han de atribuir a las condiciones iniciales, y tiene que decirnos, porque el Big Bang ocurrió tal como sucedio y si pudo ocurrir de otra manera
Aquí es donde creo que la estructura fuertemente asimétrica de cualquier Platonia que usamos para describir el universo podría ser muy significativa. Esta posibilidad no parece habersele ocurrido a otros físicos, pero creo que puede ser importante. Si realmente el universo se rige por algo como la ecuación de Wheeler - DeWitt y la interpretamos como la determinación de la probabilidad relativa de las diferentes configuraciones posibles del universo que deben realizarse, y la llevamos a la experiencia, a continuación, tenemos un factor importante en la determinación de la forma en que esas probabilidades son distribuidas que debe ser la forma general del escenario en el que actúa. Pero es que en algunos Platonia, en el que siempre hay un punto distinguido llamado Alpha, todo el escenario se abre un poco como una flor. Sin duda, esta estructura debe poner un arraigado prejuicio en el juego. Mi conjetura es que este sesgo estático está en la estructura del escenario que redirecciona los elementos hacia las configuraciones especiales con mayor probabilidad , que son cápsulas de tiempo, que, siendo más probables, son las que tienen más probabilidades de experimentarse. La estructura general de la escena se refleja en la experiencia de las configuraciones y es interpretada por nosotros como el tiempo y el pasado. Esto puede parecer fantástico, pero creo que los argumentos para un universo atemporal son bastante fuertes. Si aceptamos esto, debemos buscar algo realmente radical y de gran alcance que hace que el tiempo aparezca en el universo. La diferencia entre el pasado y el futuro es una gran asimetría. Y creo que sólo puede surgir de alguna otra masiva asimetría, que se puede encontrar en la estructura de Platonia.
ENTREVISTA DE JOHN BROOKMAN
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