Seguramente ya has oído esto. Construyes una máquina del tiempo, decides viajar al pasado y matas a tu abuelo. ¿Qué sucede entonces? ¿Dejas de existir, lo que significa que nunca construiste tu máquina del tiempo ni viajaste al pasado, creando un bucle imposible?

Esta es la paradoja del abuelo , una de las paradojas más famosas sobre viajes en el tiempo. Es una de las muchas que plantean qué sucedería en escenarios ilógicos si los viajes en el tiempo fueran posibles. En su mayoría, son experimentos mentales entretenidos, pero algunos también pueden comprobarse, ya sea matemáticamente o incluso experimentalmente. Los resultados son fascinantes porque sugieren posibles avances en nuestro conocimiento sobre cómo funciona el tiempo, aunque no necesariamente impliquen que los viajes en el tiempo sean posibles.

“No deberíamos pensar que los viajes en el tiempo son imposibles porque conducirían a paradojas”, dice Lorenzo Gavassino, doctor en física matemática de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido. “El problema es que el universo tiende a colapsar antes”, lo que significa que el universo podría encontrar maneras de evitarlo, como la formación de una singularidad antes de que ocurra.

Los científicos creen que los viajes en el tiempo funcionarían de varias maneras hipotéticas. Una de ellas es la teoría de los muchos mundos, según la cual nuestro universo se divide en líneas temporales paralelas . Viajar al pasado crearía una nueva línea temporal, por lo que matar a tu abuelo daría inicio a una nueva rama de la realidad, sin que se produjera ninguna paradoja.

Una idea más popular sobre los viajes en el tiempo implica seguir una especie de bucle causal en el espacio-tiempo, a menudo llamado curva temporal cerrada , que surge de la teoría de la relatividad general de Einstein. Según esta teoría, es posible que una curva temporal cerrada te lleve de vuelta a tu punto de partida en el espacio y el tiempo, y que regreses a un momento anterior de tu vida.

«Una curva temporal cerrada es una trayectoria a través del espacio-tiempo que regresa sobre sí misma en la dimensión temporal», explica Nicole Yunger Halpern, doctora en física teórica del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST). «Una partícula en una curva temporal cerrada puede encontrarse consigo misma».

Sin embargo, la sugerencia de tales caminos plantea paradojas. ¿Qué pasaría si impidieras nacer (la paradoja del abuelo)? ¿Acaso emprenderías el viaje? ¿O qué pasaría si recibieras un cuaderno de ti mismo que te indicara cómo viajar en el tiempo siguiendo la curva, y luego se lo entregaras a tu yo más joven? ¿De dónde provendría el cuaderno? Sería información sin origen, conocida como la paradoja del bucle temporal .

¿Y si viajaras al pasado para evitar un accidente y, en última instancia, lo provocaras? Esto se conoce como la paradoja de la predestinación. Si tu intento de cambiar el pasado fue la causa del mismo, ¿significa esto que el pasado en sí no puede alterarse? En lo que respecta a los viajes en el tiempo, las posibilidades y las preguntas parecen no tener fin. Sin embargo, estas ideas, aunque en gran medida conceptuales, pueden someterse a prueba hasta cierto punto, especialmente en el ámbito cuántico.

Kater Murch, doctora en física de la Universidad de California en Berkeley, ha estado realizando este tipo de pruebas para investigar curvas temporales cerradas, utilizando las propiedades inusuales del entrelazamiento cuántico: que dos partículas cuánticas, incluso cuando están separadas, comparten un estado.

“Se pueden crear ciertos circuitos de entrelazamiento que simulan estas curvas temporales cerradas”, dice Murch. “Si se puede simular un viaje en el tiempo, ¿hay maneras de aprovecharlo de forma útil?”

Uno de los experimentos de Murch, publicado en 2024 , se inspiró en un momento en que vio una estrella fugaz en el cielo. Se preguntó si habría sido posible tomar una fotografía de la estrella fugaz después de que ocurriera el evento. «La mecánica cuántica crea ciertas circunstancias en las que eso es posible, en las que podemos orientar un sensor a posteriori», afirma.

En el experimento de su equipo, entrelazaron dos cúbits , diminutos circuitos eléctricos superconductores que exhiben comportamiento cuántico. Uno de ellos actuaba como sensor. Al exponerlo a un campo magnético, el espín del sensor cambiaba, registrando la intensidad del campo. Sin embargo, la magnitud de este cambio dependía de la orientación del espín del sensor y del campo magnético. El equipo demostró que, si medían el segundo cúbit posteriormente, podían modificar la orientación del sensor en el pasado. Era como si la información sobre la dirección en la que debía apuntar el sensor hubiera viajado en el tiempo hasta el momento en que los dos cúbits estaban entrelazados.

“Es como la magia del entrelazamiento”, dice Murch. “Si le hago algo a uno de ellos, afecta al otro en el pasado y en el futuro. Así que el entrelazamiento permite romper la cronología de una manera matemáticamente equivalente”.

En realidad, el experimento no implicó viajes en el tiempo, pero sí demostró los principios de la paradoja del arranque. «¿Significa esto que se puede enviar información al pasado? No», afirma Murch. «Pero en ciertas circunstancias, se puede cambiar la orientación del sensor en el pasado».

Las curvas temporales cerradas presentan numerosas peculiaridades teóricas. Una de ellas es la idea de una partícula cuántica entrelazada que viaja a lo largo de la curva, mientras que otra permanece fuera de ella. ¿Qué ocurriría si la partícula que se encuentra en la curva se encontrara con su versión más joven?

Vlatko Vedral, doctor en física cuántica de la Universidad de Oxford, afirma que esto puede resolverse si se considera el entrelazamiento no solo en el espacio, sino también en el tiempo. Esto se conoce como entrelazamiento temporal , cuya viabilidad matemática ha demostrado. La partícula que se encuentra fuera de la curva estaría entrelazada con ambas versiones de la partícula que se encuentra dentro de la curva.

Eso podría ayudar a resolver otro problema, conocido como la paradoja de la información de los agujeros negros , postulada por el fallecido Stephen Hawking, que sugiere que los agujeros negros pueden emitir radiación pero no registran información sobre lo que cae en ellos.

“Quizás la evaporación de un agujero negro podría considerarse un proceso que convierte el entrelazamiento espacial en temporal”, dice Vedral, explicando cómo las partículas entrelazadas que permanecen fuera del agujero negro pueden retener información y evitar la paradoja, de modo que la información pueda escapar.

Emily Adlam, profesora adjunta de filosofía de la mecánica cuántica en la Universidad Chapman, ha estado investigando una idea diferente, llamada retrocausalidad, según la cual un evento futuro puede afectar a uno pasado. «Generalmente esperamos que la causalidad vaya del pasado al futuro», afirma Adlam. Sin embargo, es posible, sobre todo en mecánica cuántica, que algunas propiedades se expliquen mejor mediante una causalidad que «va en la dirección opuesta del tiempo», añade.

O quizás el tiempo sea aún más extraño. En un artículo de 2022 , Adlam propuso un modelo de universo «simultáneo» donde todo el universo podría existir como una estructura completa a través del tiempo, encajando «como un juego de Sudoku», según Adlam. Combinar esto con la retrocausalidad podría ser una solución a la paradoja del bucle temporal, en la que una persona viajó al pasado para cambiarlo ilógicamente. No habría paradoja, porque el pasado y el futuro ocurrieron simultáneamente.

Adlam afirma que la presencia de una causalidad clara en el universo actual implica que es improbable que podamos utilizar la retrocausalidad. «Debido a que existimos en un régimen donde hay una fuerte asimetría causal en una dirección, podemos inferir que es improbable que veamos indicios claros de influencias causales controlables en la dirección inversa», explica.

Otra forma de concebir el paso del tiempo es que, en una curva temporal cerrada, la entropía —el cambio del universo del orden al desorden a medida que transcurre el tiempo— podría comenzar a fluir en la dirección opuesta hasta alcanzar su punto de partida al inicio de la curva. En 2024, Gavassino estudió este fenómeno como una manera de resolver algunas paradojas.

Gavassino lo compara con la popular película El día de la marmota. «Cuando llegas a las 24 horas, tienes que reiniciar de alguna manera porque vuelves al principio», dice. Pero en lugar de pensar en ello como 24 horas sencillas, habría una inversión a la mitad. «Hay una persona que va de cero a doce, y una imagen de esa persona con el tiempo invertido que va de veinticuatro a doce», explica. «Van en direcciones opuestas».

https://www.popularmechanics.com/science/a73835729/we-might-solve-time-travel-paradoxes/