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Blog de Gonzalo J. Olmo

Ciencia de papel

¡No tenemos tiempo!

Archivado en: Gravedad cuántica, Investigadores

Visión distorsionada del tiempo. (S.Dalí, 1931)Nos empeñamos en llenar nuestra vida de actividades para matar el tiempo, pero es el tiempo quien acaba matándonos. Sin embargo, ¿qué es realmente el tiempo? Físicos de todos los rincones del planeta dedican sus esfuerzos a comprender mejor la naturaleza de eso que llamamos tiempo.

Aunque muchos responderían con una sonrisa burlona y una miradita a sus relojes de pulsera, la respuesta a la pregunta "¿qué es el tiempo?" sigue siendo un serio problema para la física teórica actual. Para profundizar en el estudio de esta cuestión e impulsar nuevas, rigurosas e innovadoras ideas, el Foundational Questions Institute (FQXi) ha organizado su segundo concurso de ensayos de investigación sobre esta materia.

Investigadores de todo el mundo, unos bien conocidos, otros no tanto, han sido premiados en este concurso por sus trabajos sobre "La Naturaleza del Tiempo". La cuestión va mucho más allá de aquellas paradojas sobre gemelos que puso de manifiesto Einstein a principios del siglo pasado con su teoría especial de la relatividad. La solución al problema del tiempo podría llevarnos mucho más lejos. De hecho, muchos consideran que esta es una puerta que debemos abrir para poder tener acceso a una teoría definitiva que fusione gravitación y física cuántica.

En la actualidad, hay dos líneas de investigación principales en busca de una teoría cuántica de la gravedad. Estas son, por una parte, la teoría de cuerdas y, por otra, la teoría cuántica de lazos. La primera es heredera de las técnicas y filosofía de la física de partículas elementales, la cual cosechó grandes éxitos durante los años 70 y 80 del siglo XX con el establecimiento del modelo estándar de partículas elementales. La segunda está focalizada en la cuantización de la teoría de Einstein de la gravitación, la relatividad general, la cual ha pasado con nota todos sus tests experimentales desde que fuera propuesta allá por el año 1915.

Gil Jannes ha estudiado ingeniería electrónica, filosofía y física en las universidades de Leuven (Bélgica) y Madrid. Ahora está finalizando su doctorado en física teórica sobre temas de gravedad cuántica y física del estado sólido.La iniciativa del FQXi ha permitido el surgimiento de nuevas ideas relacionadas con la gravedad cuántica y el problema del tiempo. Una de ellas, ganadora de un cuarto premio en el concurso del FQXi, es la propuesta por Gil Jannes, investigador del CSIC que está a punto de terminar su tesis doctoral en la Universidad Complutense de Madrid. Gil defiende la idea de que es posible extraer lecciones muy importantes sobre la naturaleza del tiempo a partir del estudio del comportamiento de ondas acústicas (fonones) en el interior de sólidos y otros sistemas complejos tales como condensados de Bose-Einstein.

Con su teoría de la relatividad, Einstein mostró que la velocidad de la luz es la misma para todos los observadores, independientemente de cuál sea la velocidad de estos. Como resultado, el reloj de una persona en reposo cuenta los segundos a un ritmo mayor que el reloj de una persona que se mueve a una velocidad próxima a la de la luz. Por tanto, si un gemelo viaja a una estrella cercana moviéndose a velocidades muy elevadas, al regresar a la Tierra descubrirá que su hermano ha envejecido mucho más rápido que él. En su artículo, Gil expica que en ciertos sistemas físicos que encontramos en laboratorio ocurren paradojas similares a la de los gemelos. La diferencia es que en estos sistemas la velocidad límite no es la de la luz, sino que se trata de la velocidad de propagación del sonido en esos medios.Paradoja de los gemelos. El gemelo viajero envejece más despacio.

En sistemas de estado sólido, no sólo existe una velocidad límite que da lugar al concepto de "tiempo local" (el que mide cada observador), si no que también se observa que el sonido se mueve a través de un espacio-tiempo curvo y que incluso pueden formarse agujeros negros acústicos, regiones de las que el sonido no puede escapar. Todas estas son propiedades y predicciones que ya encontramos en la teoría de la gravitación de Einstein. Estas últimas, se piensa que son propiedades fundamentales de la naturaleza. Sin embargo, los fenómenos de los que habla Gil son "emergentes", son el resultado del comportamiento colectivo de los átomos que constituyen el sólido o condensado que estudiamos en el laboratorio.

Según Gil, la física del estado sólido sugiere que el orden de fundamentalidad de nuestras mejores teorías podría no estar tan bien establecido como se cree. Él opina que existen muchos sistemas que podemos estudiar en laboratorio que permitirían arrojar nueva luz sobre ciertos aspectos asociados con la gravedad cuántica que no requieren postular la existencia de dimensiones extra, universos paralelos u otros conceptos exóticos de los que no tenemos evidencias experimentales y que proliferan en la física teórica actual.

Las ideas de Gil sobre la naturaleza del tiempo son innovadoras e interesantes. Además, han sido premiadas por instituciones extranjeras de renombre. ¿Será capaz el sistema español de ciencia y tecnología de mantenerlo entre nosotros para que contribuya al desarrollo de ciencia de calidad? La respuesta a esta cuestión es, como todo en este post, cuestión de tiempo. Mientras tanto ... ¡Bravo Gil! Conos de luz cerca de un agujero negro.

El ensayo escrito por Gil Jannes está disponible gratuitamente en la página web del FQXi .

Publicado el 24 de mayo de 2009 a las 21:00.

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Comentarios - 2

1 | Juanjo - 25/5/2009 - 09:28

Conozco a varios cerebros fugados... Parece que la cuestión es que los que se quedan en España son más los que ponen todo su empeño en quedarse (un gasto de tiempo y energía bastante grande). Los otros, que se dejan llevar, casi siempre acaban fuera, lo que es una grandísima pérdida.

2 | javier (Web) - 16/12/2010 - 20:57

Hola!
Me ha parecido un buén artículo además de bastante interesante, soy nuevo en esto de los blogs, acabo de estrenar uno de temas curiosos donde procuraré actualizar cada 2 o 3 días; ciéncia, tecnologia y otros temas de interés. Mi primera entrada curiósamente trata del tiempo, analizado mediante un documental que estrenó el canal Odisea presentado por un famoso físico teórico. Analiza su naturaleza entre otras muchas cosas, si les apetece lo ven.
Saludos

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Gonzalo J. Olmo

Gonzalo J. Olmo

La ciencia nunca es aburrida, ni siquiera la de papel; la que se hace con bolígrafo, imaginación y mucha paciencia. Me refiero a la ciencia que hacía Einstein o a la de Stephen Hawking, personajes tan famosos (o más) que Bush o Bin Laden, pero que trabajan o trabajaron en el lado de los buenos. 

Quizá fue influenciado por ellos (los dos buenos) por lo que me decidí a estudiar Física y continué con un doctorado en Física Teórica y Astrofísica. Ahora, tras algunos años como investigador postdoctoral y habiendo vivido muy lejos de aquí, sigo enamorado de la ciencia. Me gustan todas, aunque prefiero la de papel.

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