la maquina del tiempo

El LHC podría ser la primera máquina del tiempo

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Si una nueva y sugerente teoría está en lo cierto, el LHC, el más potente acelerador de partículas del mundo, que comenzó a ser usado en experimentos el año pasado, podría resultar ser la primera máquina capaz de hacer que cierta forma exótica de materia viaje hacia atrás o hacia delante en el tiempo. No serviría para hacer viajar personas u objetos, pero quizá sí para enviar mensajes al pasado y al futuro, y también para recibirlos, como sugieren los autores de la teoría. De hecho, no descartan que el LHC esté recibiendo ya algunas señales sutiles generadas por experimentos futuros, de modo que una buena forma de verificar si esta teoría es correcta será analizar los resultados de los detectores para ver si hay anomalías sospechosas.

De izquierda a derecha: Chui Man Ho y Thomas Weiler, autores de esta fascinante teoría. Foto: John Russell / Universidad Vanderbilt.

El LHC, del CERN (el Laboratorio Europeo para la Física de Partículas) está situado a poco más de 170 metros por debajo de la zona de los Alpes en la frontera entre Suiza y Francia. Construido por el CERN, en colaboración con cientos de universidades y laboratorios de todas partes del mundo, el LHC es una máquina enorme, cuyo túnel de aceleración mide unos 27 kilómetros de circunferencia. Las colisiones de partículas allí provocadas concentran colosales cantidades de energía en espacios minúsculos, con el resultado de que esa energía crea partículas, algunas de ellas muy exóticas. Detectores de partículas posicionados a lo largo del túnel permiten analizar el resultado de las colisiones. Científicos de instituciones de numerosos países trabajan en los experimentos del LHC. El producto final de las colisiones de partículas en el LHC podría proporcionar nuevos y asombrosos conocimientos sobre diversas áreas de la física, que, entre otras cosas, podrían explicar el resultado que tuvieron los procesos de partículas desarrollados poco después del Big Bang, y del cual deriva el universo tal como lo conocemos hoy.

Una de las metas principales del LHC es detectar al misterioso bosón de Higgs, una partícula hipotética cuya existencia está asumida por el Modelo Estándar de la física de partículas, pero que nunca se ha aislado experimentalmente. Concebido en dicho modelo como una partícula que proporciona masa a otras partículas, el bosón de Higgs (algunas veces apodado como la "Partícula de Dios") podría poseer la clave para averiguar por qué la materia se comporta de la manera en que lo hace, lo que significa que la verificación de la existencia de tal partícula sería un gran adelanto en la física.

Además, si entre las muchas partículas que el LHC genera, logra crear un bosón de Higgs, sería posible, según creen algunos científicos, que apareciese acompañado al mismo tiempo por una partícula secundaria, aún más intrigante.

Según la teoría de los físicos Tom Weiler y Chui Man Ho, ambos de la Universidad Vanderbilt, en Estados Unidos, las partículas de esta última clase deberían tener la capacidad de saltar a una quinta dimensión, desde la cual podrían desplazarse por el tiempo, hacia delante o hacia atrás, y reaparecer en el futuro o en el pasado.

Weiler admite que la teoría es muy especulativa, pero subraya que no contradice ninguna ley de la física teórica hoy aceptada por muchos físicos.

Una pequeña sección del LHC. Foto: CERN / Valeriane Duvivier.

Una de las cosas sobre este concepto de viaje en el tiempo que le otorgan más credibilidad que otros conceptos es que evita las grandes paradojas asociadas a viajar al pasado. Debido a que sólo partículas especiales podrían viajar por el tiempo, no es posible que alguien viaje al pasado para cambiar la historia, o que incurra en la paradoja clásica de matar a su padre o a su madre impidiendo que le den la vida, lo que haría imposible que fuera capaz de cometer ese asesinato. Sin embargo, tal como explica Weiler, si la teoría es cierta y además los científicos lograsen controlar la producción de estas partículas secundarias de Higgs, tal vez sería posible confeccionar alguna especie de código Morse con ellas, mediante el cual enviar mensajes al pasado o al futuro.

Los investigadores indican que una prueba de la validez de esta teoría podría obtenerse de un modo relativamente sencillo. Según Weiler y Ho, basta con que los físicos que vigilan los detectores del LHC estén atentos a la aparición inesperada de anomalías sospechosas. Si, por ejemplo, detectan la aparición espontánea de partículas secundarias de Higgs y sus productos de desintegración, eso podría indicar que tales partículas provienen de un experimento futuro de colisión de partículas en el LHC y que han viajado hacia atrás en el tiempo, manifestándose antes del evento de colisión que las genera.

La fascinante teoría de Weiler y Ho se basa en parte en otra teoría no menos intrigante, la Teoría M, que es una teoría de unificación quizá un poco más sólida que otras y que, después del trabajo en ella de un conjunto de físicos teóricos, acomoda ya las propiedades de todas las fuerzas y partículas subatómicas conocidas, incluyendo la fuerza de la gravedad. Sin embargo, el único modo en que encajan todas esas piezas del rompecabezas de la física es con la existencia de 10 ó 11 dimensiones, en vez de las 4 que conocemos (las tres del espacio más la del tiempo) Esto ha llevado a algunos físicos y matemáticos a plantear la posibilidad de que nuestro universo sea una membrana de cuatro dimensiones flotando en un espacio-tiempo multidimensional.

Según este concepto, los "ladrillos" básicos con los que está hecho nuestro universo están permanentemente pegados a la membrana y no pueden desplazarse por otras dimensiones. Aunque hay algunas excepciones. La gravedad, en opinión de algunos científicos, podría ser una de estas excepciones, ya que parece ser más débil de lo esperado, en comparación con otras fuerzas fundamentales. Si hay más de cuatro dimensiones en el espacio-tiempo o continuo, y la gravedad actúa en más de cuatro dimensiones, entonces la explicación lógica a su incidencia menor de lo esperado en las cuatro dimensiones sería que su efecto se reparte también entre las otras, quedando por tanto más diluido en las cuatro dimensiones conocidas que si sólo operase sobre éstas. Otra posible pieza del universo capaz de operar en más dimensiones que las cuatro conocidas sería la partícula secundaria de Higgs, que responde a la gravedad pero no a ninguna de las otras fuerzas básicas de la física.

Weiler comenzó a investigar sobre el concepto del viaje por el tiempo hace seis años, para intentar explicar anomalías observadas en algunos experimentos con neutrinos.

Los neutrinos reciben a menudo el apodo de partículas fantasma debido a que apenas interactúan con la materia ordinaria. Muchos de ellos atraviesan la Tierra entera como un fantasma atravesando un muro. Mientras usted lee este artículo, billones de neutrinos están traspasando su cuerpo cada segundo sin que pueda darse cuenta de ello. Sólo con enormes y complejos detectores es posible interceptar neutrinos a su paso por la Tierra, aunque sólo una ínfima cantidad de todos los que cruzan por ella, y de ese modo detectarlos.

Weiler y sus colegas Heinrich Pas y Sandip Pakvasa de la Universidad de Hawái encontraron una posible explicación para el citado enigma de las anomalías protagonizadas por neutrinos. Esa explicación se basa en la existencia de una partícula subatómica hipotética llamada Neutrino Estéril. En teoría, los neutrinos estériles son aún más difíciles de detectar que los normales debido a que sólo interactúan con la fuerza de la gravedad. Por esa razón, son otra clase de pieza del universo que no estaría atada a la membrana de cuatro dimensiones y que podría desplazarse a través de otras dimensiones.

Weiler, Pas y Pakvasa llegaron a la conclusión de que los neutrinos estériles, si existen, son capaces de viajar a una velocidad superior a la de la luz gracias a que toman "atajos" en otras dimensiones, que les ahorran el viaje convencional a través del espacio tridimensional y sujeto de modo normal al tiempo.

Según la teoría de la relatividad general de Einstein, hay ciertas condiciones bajo las cuales viajar a una velocidad mayor que la de la luz equivale a viajar hacia atrás en el tiempo. Ésta es una de las bases teóricas de bastantes hipótesis sobre cómo sería posible viajar al pasado. Saltar al futuro es relativamente fácil, puesto que, de manera natural ya avanzamos hacia el futuro, y tan sólo hay que recurrir a condiciones que alteran la velocidad relativa de un cuerpo hacia el futuro con respecto a la del entorno que le rodea; condiciones que ya han sido demostradas en experimentos, si bien esos "saltos" al futuro han sido sólo de pequeñísimas fracciones de segundo. La fuerza de la gravedad y la velocidad a través del espacio son dos elementos que influyen en el paso del tiempo. Viajar al pasado es un reto mucho más difícil, dado que exige cambiar el sentido de la marcha del tiempo.

Representación artística de viaje a través del tiempo, elaborada por Jorge Munnshe.

Si Weiler y Ho están en lo cierto con su nueva teoría, el LHC podría pronto comenzar a captar señales provenientes del futuro, o incluso haber recibido ya algunas de manera inadvertida.

Más intrigante resulta la posibilidad de poder controlar esas señales de tal modo que se puedan usar como una especie de código Morse para enviar mensajes al futuro o al pasado. De ser posible, tan pronto como los científicos desarrollasen la capacidad de recibir esos supuestos mensajes, podrían comenzar a recibir los enviados desde el futuro. No sería posible, sin embargo, enviar mensajes a una época anterior a la construcción del LHC.