El tiempo en la mecánica cuántica
El tiempo, en la mecánica cuántica, desde siempre ha suscitado más incógnitas que respuestas pero, a todos los efectos, parece tener una única dirección.
Las leyes de la entropía sólo tienen sentido si se toma en consideración una cantidad suficiente de partículas, o sea, a nivel macroscópico, ya que estamos tratando con probabilidades estadísticas. Magnitudes como la temperatura, la presión y la entropía no tienen sentido a nivel microscópico —a nivel de partículas o cuántico—.
A lo que parece, el mundo microscópico —mejor, tal vez: microcósmico— no es tan irreversible como el macroscópico. Nuestra experiencia cotidiana insiste en que las cosas sólo suceden de una manera. Las tazas de café siempre se enfrían, nunca se calientan. Si se tiran al suelo, las tazas se convierte en pedazos y el café se extiende por todas partes, pero los pedazos y las salpicaduras nunca se vuelven a juntar espontáneamente hasta reconstruir las primitivas tazas de café. Esas leyes del movimiento no hacen ninguna distinción sobre la dirección del tiempo. Si vieras un vídeo de dos bolas de billar chocando y rebotando, serías incapaz de decir si se está corriendo hacia adelante o hacia atrás.
El proceso de colisión de dos átomos parece perfectamente reversible. Pero cuando hay muchos átomos, sus interacciones conducen inevitablemente a un aumento de la aleatoriedad, simplemente porque es lo más probable que ocurra.
«Se dice que las leyes microscópicas son invariantes con respecto a la inversión del tiempo, y las leyes macroscópicas, como la ley de aumento de entropía, no lo son.»
Heinz R. Pagels
En el mundo microscópico, el tiempo es una ilusión.
Tiempo biológico 🌍
Como seres humanos que vivimos en la Tierra, nuestro concepto del tiempo está muy influenciado por los movimientos astronómicos de la Tierra alrededor de nuestra fuente de energía primaria: el Sol. Vivimos según períodos de tiempo específicos, como los días, que vienen definidos por la rotación de la Tierra alrededor de su eje y los años, definidos por la rotación de la Tierra alrededor del Sol. Incluso la Luna tiene un significado importante ya que, antiguamente, los meses se regían por el período orbital de la Luna. Nuestro sentido del tiempo relacionado con las fases del día y la noche es lo que define nuestro reloj circadiano. Y esta podría ser la clave de por qué nuestro cerebro ha desarrollado el sentido del tiempo. El tiempo podría ser una ilusión hecha por nuestro cerebro y los recuerdos, para diferenciar entre el entonces y el ahora.
«El concepto de tiempo es simplemente una ilusión hecha de recuerdos humanos, todo lo que ha sido y será está sucediendo ahora mismo.»
Una vez más, el tiempo puede parecer una ilusión, pero convendremos que también es un invento inteligente y razonable del cerebro humano. ¡Se imaginan el desastre si todo ocurriera a la vez?
Tiempo neurológico 🧠
La última forma en que a menudo hablamos del tiempo es la «sensación» o percepción subjetiva del tiempo. Así es como el cerebro lleva la cuenta del tiempo: el tiempo visto desde un enfoque neurológico. El tiempo vuela cuando nos divertimos, pero también parece que un encuentro con ese personaje aburrido, si, ese cuya cháchara dormiría hasta al mismísimo Job, no va a acabar nunca.
El seguimiento del tiempo viene determinado por diferentes áreas cerebrales y sus respectivas funcionalidades. Tenemos dos formas diferentes de seguir la «pista» del tiempo en nuestra mente: El tiempo prospectivo y el retrospectivo:
- El tiempo prospectivo tiene que ver con su cerebro tratando de contar el tiempo sobre la marcha. Por ejemplo: si trata de contar los segundos que se remojará con agua fría tras la ducha ordinaria —yo lo hago, unos 20 segundos aproximadamente—, o si alguien le pide que esperes 5 minutos antes de volver a marcar un número de teléfono. En ambos casos, nos esforzamos en medir el tiempo.
- El cronometraje retrospectivo consiste en tratar de saber cuánto tiempo ha transcurrido ya, por ejemplo, si le preguntan cuánto tiempo duró ayer su ducha fría o cuánto tiempo tuvo que esperar antes de que alguien le llamara o si llamó usted al acabar el plazo solicitado.
Una cosa interesante acerca de la sensación subjetiva del tiempo es que hay una diferencia en la forma en que percibimos un período de tiempo dependiendo de si utilizamos la modalidad prospectiva o retrospectiva.
Cuando decimos que «el tiempo vuela cuando uno se divierte» o sentimos que la «aburrida conversación no finalizará nunca», usamos el tiempo prospectivo. En el tiempo prospectivo, sentimos que el tiempo se mueve más rápido cuando tenemos experiencias gratificantes, mientras que fluye más despacio cuando el cerebro está aburrido; por ejemplo, solemos creer que la más mínima demora de ese avión que iba a trasladarnos a nuestro destino es enorme, mientras que los días disfrutados en la playa o en otros lugares turísticos discurren muy rápidos.
Lo contrario parece ser cierto cuando miramos hacia atrás retrospectivamente. Recordando ese día de playa, el incómodo vuelo en sí mismo ocupa poco espacio en nuestra memoria, podría no parecer un lapso de tiempo tan grande después de todo, mientras que el excitante día de visita a las pirámides ocupará un espacio de tiempo mayor en la memoria. Esto ha sido probado en los laboratorios, donde los estudios muestran grandes diferencias en las estimaciones de tiempo prospectivas y retrospectivas dependiendo de la carga cognitiva.
«Los estudios han demostrado que la gente tiende a sobreestimar la cantidad de tiempo que espera en las filas de las tiendas, en las colas bancarias o al teléfono entre un 25 y un 100 por ciento. De hecho, las empresas nos someten a música ambiental mientras estamos a la espera del servicio de atención al cliente porque algunos estudios sugieren que la gente informa de que espera menos tiempo si está escuchando música durante su espera».
Dean Buonomano: Su cerebro es una máquina del tiempo
Nuestro sentido del tiempo es relativo —subjetivo— y depende de varios factores, como el contexto, nuestro estado emocional, los estímulos, la atención y otros.
Otro hecho interesante sobre el cerebro y su relación con el tiempo es que nuestra conciencia parece mostrarnos sólo "resúmenes de períodos cortos de tiempo". Puede que ni siquiera tengamos libre albedrío, según algunos estudios neurocientíficos.
«Lo que conscientemente percibimos como libre albedrío está presumiblemente precedido por cálculos neurales inconscientes que son responsables de la toma de decisiones».
Dean Buonomano: Su cerebro es una máquina del tiempo
Todavía hay mucho que no sabemos sobre nuestro interior y cómo funciona la mente, y el exterior, el espacio y el universo y las leyes de la física. El tiempo parece ser un concepto resbaladizo, que no es fácil de definir. Tal vez el tiempo está en la mente del observador.
Xarooch Franco
Fuentes:
Teresa Versyp: ¿Qué es el tiempo? Una aproximación cuántica y relativista.
ABC: Sección “Ciencia”.
Wikipedia.
Lenka Otap: Time might be nothing but an illusion
Nerea Adame Pastor: Proyecto fin de grado de (Ingeniería Aerospacial).
John Fernando Zapata Mesa: Tiempo e incertidumbre en la física cuántica.
Universidad del País Vasco: El tiempo como observable en mecánica cuántica.
BBC: The quantum origin of time.
Édgar Roldán: Irreversibility and dissipation in microscopic systems.
https://www.express.co.uk/
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