El tiempo desde tres perspectivas diferentes: física, biológica y neurológica
¿Qué es realmente el tiempo?
La pregunta carece de una respuesta concluyente y objetiva; depende del contexto e, incluso dentro de un determinado contexto como puede ser la física, no es fácilmente definible.
Podemos ver el tiempo, como concepto, desde tres perspectivas diferentes:
Tiempo físico ⏱
Incluso desde un punto de vista meramente físico, aún podemos encontrar varias descripciones del tiempo: el que medimos con los relojes, el que existe como parte del tejido del universo —espacio-tiempo— tal como se describe en la teoría de la relatividad de Einstein y, por último, el que gobierna la evolución de un sistema cuántico. Ambas teorías, la relativista y la cuántica, mantienen posiciones diferentes, casi encontradas, en sus respectivas concepciones del tiempo; quizás dispongamos de un modelo más definitivo del tiempo y se sepa más acerca de su esencia cuando se logre aunar las dos conjeturas —la cuántica y la relativista— gracias a la Teoría del Todo (Más información en el enlace).
El tiempo «objetivo» que podemos medir con relojes
El segundo es la unidad de tiempo en el Sistema Internacional de Unidades, el Sistema Cegesimal de Unidades y el Sistema Técnico de Unidades; el Sistema Internacional de Unidades lo define así: Un segundo es la duración de 9.192.631.770 oscilaciones de la radiación emitida en la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del isótopo 133 del átomo de cesio —Cs133—, a una temperatura de 0º K. ¿A que suena raro? Originalmente, un segundo se definía como 1 / 86.400 del día solar medio, de modo que habría 60 segundos en un minuto, 60 minutos en una hora, y 24 horas en un día; 60 * 60 * 24 = 86.400 segundos en un día. Pero hubo necesidad de una medición más precisa y, en 1967, se rehízo la definición de segundo. El número exacto de ciclos, como se definió antes fue, elegido para hacer que su duración fuese lo más cercana posible al previamente definido basado en la rotación de la Tierra. Esta frecuencia se produce cuando el átomo de Cs133 está a 0º K —en realidad, es necesario hacer correcciones: es necesario ajustar el reloj atómico un segundo cada 1,4 millones de años—.
El tiempo en la teoría de la relatividad
En 1905, Einstein divulgó una teoría que rompía el marco de la física mecanicista, la Teoría Especial de la Relatividad. Combinaba el espacio y el tiempo en un solo espacio-tiempo con tres dimensiones espaciales y otra temporal. No se puede definir un lugar en el espacio sin definir la cuarta coordenada, la temporal, y no se puede hablar de un punto en la línea de tiempo sin definir sus tres coordenadas espaciales. El tejido del Universo consiste en espacio-tiempo, donde el espacio y el tiempo se influyen mutuamente y uno no puede definirse sin el otro.
Entre 1915 y 1916 publicó su Teoría General de la Relatividad, en la que extiende la ya citada Teoría Especial de la Relatividad y el Principio de Relatividad para un observador arbitrario; planteó que la geometría del espacio-tiempo se ve afectada por la presencia de la materia, dando por resultado una teoría relativista del campo gravitatorio,
Esas teorías acreditaron que el tiempo —y la rapidez con que fluye— no es absoluto, sino relativo en relación con el observador.
Veamos un ejemplo: el tiempo discurre relativamente más lento en un ámbito de mayor gravedad, lo que significa que el tiempo en Júpiter, por ejemplo, pasará más lentamente en comparación con el tiempo en la Tierra. El tiempo en la superficie de la Tierra también pasa más lento que el tiempo en la órbita de la Tierra —está más lejos del centro de gravedad—. Empíricamente se ha demostrado que ocurre tal y como predice la teoría, de hecho, «Si los GPS —Sistemas de Posicionamiento por Satélite— no tuvieran en cuenta la relatividad del tiempo, debida a la velocidad de los satélites y a su altura en el campo gravitacional de la Tierra, los relojes atómicos de su interior perderían la calibración», indicó, en declaraciones al diario ABC, Luis Fernández Barbón, investigador del Instituto de Física Teórica del CSIC. Añadió que «al cabo de un día, acumularían un error de kilómetros y dejarían de ser útiles».
Esas diferencias en el tiempo no dejan de ser muy sutiles, no son lo suficientemente potentes como para podamos tomar conciencia de ellas, pero si estuviésemos en las proximidades de un campo gravitatorio como el que se encuentra cerca del horizonte de sucesos de un agujero negro, los efectos de la dilatación del tiempo serían más que notables. En un campo gravitatorio tan alto, los minutos transcurridos por usted podrían significar años transcurridos para la gente en la Tierra.
Eternalismo, presentismo y la flecha del tiempo
La visión del tiempo como parte del espacio-tiempo a menudo conduce a la visión del universo como un «bloque de universo» o «universo de bloque» en cuatro dimensiones, donde cada punto del espacio temporal es igualmente válido y el «ahora» no es nada físicamente especial. Este punto de vista se llama eternalismo. El presentismo es la visión opuesta: en el presentismo, sólo existe el ahora —el presente— y nada más. El pasado es una configuración previa del universo que ya no existe y el futuro es una configuración aún por determinar.
En las ecuaciones de la física fundamental no hay nada que hable sobre la forma en que fluye el tiempo. Pues, ¿el flujo del tiempo es sólo una ilusión? No esperamos que los globos se deshagan y los huevos se desmenucen, pero físicamente no es imposible. La razón por la que los globos no se desinflan y los huevos no se desmenuzan es por la probabilidad estadística de que no suceda. Esta probabilidad estadística existe a nivel macro, como la configuración más probable de cada partícula del sistema.
Sin ninguna intervención, la configuración de un sistema —es decir, cualquier cosa que consista en un número suficientemente grande de partículas— siempre se desordenará más con el tiempo y requerirá menos información para describirla. Es lo que llamamos entropía. La entropía es el nivel de desorden de un sistema y siempre tenderá a ir hacia niveles más altos. La entropía es lo que nos da la flecha del tiempo en el macrocosmo.
Xarooch Franco
Detalle de fuentes y referencias en el próximo capítulo.
¿Qué es realmente el tiempo?
La pregunta carece de una respuesta concluyente y objetiva; depende del contexto e, incluso dentro de un determinado contexto como puede ser la física, no es fácilmente definible.
Podemos ver el tiempo, como concepto, desde tres perspectivas diferentes:
- El tiempo físico
- El tiempo biológico
- El tiempo neurológico
Tiempo físico ⏱
Incluso desde un punto de vista meramente físico, aún podemos encontrar varias descripciones del tiempo: el que medimos con los relojes, el que existe como parte del tejido del universo —espacio-tiempo— tal como se describe en la teoría de la relatividad de Einstein y, por último, el que gobierna la evolución de un sistema cuántico. Ambas teorías, la relativista y la cuántica, mantienen posiciones diferentes, casi encontradas, en sus respectivas concepciones del tiempo; quizás dispongamos de un modelo más definitivo del tiempo y se sepa más acerca de su esencia cuando se logre aunar las dos conjeturas —la cuántica y la relativista— gracias a la Teoría del Todo (Más información en el enlace).
El tiempo «objetivo» que podemos medir con relojes
El segundo es la unidad de tiempo en el Sistema Internacional de Unidades, el Sistema Cegesimal de Unidades y el Sistema Técnico de Unidades; el Sistema Internacional de Unidades lo define así: Un segundo es la duración de 9.192.631.770 oscilaciones de la radiación emitida en la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del isótopo 133 del átomo de cesio —Cs133—, a una temperatura de 0º K. ¿A que suena raro? Originalmente, un segundo se definía como 1 / 86.400 del día solar medio, de modo que habría 60 segundos en un minuto, 60 minutos en una hora, y 24 horas en un día; 60 * 60 * 24 = 86.400 segundos en un día. Pero hubo necesidad de una medición más precisa y, en 1967, se rehízo la definición de segundo. El número exacto de ciclos, como se definió antes fue, elegido para hacer que su duración fuese lo más cercana posible al previamente definido basado en la rotación de la Tierra. Esta frecuencia se produce cuando el átomo de Cs133 está a 0º K —en realidad, es necesario hacer correcciones: es necesario ajustar el reloj atómico un segundo cada 1,4 millones de años—.
El tiempo en la teoría de la relatividad
En 1905, Einstein divulgó una teoría que rompía el marco de la física mecanicista, la Teoría Especial de la Relatividad. Combinaba el espacio y el tiempo en un solo espacio-tiempo con tres dimensiones espaciales y otra temporal. No se puede definir un lugar en el espacio sin definir la cuarta coordenada, la temporal, y no se puede hablar de un punto en la línea de tiempo sin definir sus tres coordenadas espaciales. El tejido del Universo consiste en espacio-tiempo, donde el espacio y el tiempo se influyen mutuamente y uno no puede definirse sin el otro.
Entre 1915 y 1916 publicó su Teoría General de la Relatividad, en la que extiende la ya citada Teoría Especial de la Relatividad y el Principio de Relatividad para un observador arbitrario; planteó que la geometría del espacio-tiempo se ve afectada por la presencia de la materia, dando por resultado una teoría relativista del campo gravitatorio,
Esas teorías acreditaron que el tiempo —y la rapidez con que fluye— no es absoluto, sino relativo en relación con el observador.
Veamos un ejemplo: el tiempo discurre relativamente más lento en un ámbito de mayor gravedad, lo que significa que el tiempo en Júpiter, por ejemplo, pasará más lentamente en comparación con el tiempo en la Tierra. El tiempo en la superficie de la Tierra también pasa más lento que el tiempo en la órbita de la Tierra —está más lejos del centro de gravedad—. Empíricamente se ha demostrado que ocurre tal y como predice la teoría, de hecho, «Si los GPS —Sistemas de Posicionamiento por Satélite— no tuvieran en cuenta la relatividad del tiempo, debida a la velocidad de los satélites y a su altura en el campo gravitacional de la Tierra, los relojes atómicos de su interior perderían la calibración», indicó, en declaraciones al diario ABC, Luis Fernández Barbón, investigador del Instituto de Física Teórica del CSIC. Añadió que «al cabo de un día, acumularían un error de kilómetros y dejarían de ser útiles».
Esas diferencias en el tiempo no dejan de ser muy sutiles, no son lo suficientemente potentes como para podamos tomar conciencia de ellas, pero si estuviésemos en las proximidades de un campo gravitatorio como el que se encuentra cerca del horizonte de sucesos de un agujero negro, los efectos de la dilatación del tiempo serían más que notables. En un campo gravitatorio tan alto, los minutos transcurridos por usted podrían significar años transcurridos para la gente en la Tierra.
Eternalismo, presentismo y la flecha del tiempo
La visión del tiempo como parte del espacio-tiempo a menudo conduce a la visión del universo como un «bloque de universo» o «universo de bloque» en cuatro dimensiones, donde cada punto del espacio temporal es igualmente válido y el «ahora» no es nada físicamente especial. Este punto de vista se llama eternalismo. El presentismo es la visión opuesta: en el presentismo, sólo existe el ahora —el presente— y nada más. El pasado es una configuración previa del universo que ya no existe y el futuro es una configuración aún por determinar.
En las ecuaciones de la física fundamental no hay nada que hable sobre la forma en que fluye el tiempo. Pues, ¿el flujo del tiempo es sólo una ilusión? No esperamos que los globos se deshagan y los huevos se desmenucen, pero físicamente no es imposible. La razón por la que los globos no se desinflan y los huevos no se desmenuzan es por la probabilidad estadística de que no suceda. Esta probabilidad estadística existe a nivel macro, como la configuración más probable de cada partícula del sistema.
Sin ninguna intervención, la configuración de un sistema —es decir, cualquier cosa que consista en un número suficientemente grande de partículas— siempre se desordenará más con el tiempo y requerirá menos información para describirla. Es lo que llamamos entropía. La entropía es el nivel de desorden de un sistema y siempre tenderá a ir hacia niveles más altos. La entropía es lo que nos da la flecha del tiempo en el macrocosmo.
Xarooch Franco
Detalle de fuentes y referencias en el próximo capítulo.
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