¿Cómo sería el universo si se pudiera viajar más rápido que la luz? La respuesta podría ofrecer una explicación sorprendente a los misterios de la mecánica cuántica .

Nuestro universo se rige por ciertas reglas, que provienen de diferentes ramas de la física. Pero a veces estas reglas parecen contradictorias o no coinciden del todo. Y en otros casos, parecen surgir de la nada, sin una explicación clara.

La teoría especial de la relatividad de Albert Einstein es un conjunto de reglas que nos ayuda a comprender el universo . Esta teoría nos dice que el tiempo y el espacio están unidos en un tejido tetradimensional, llamado espacio-tiempo, con tres dimensiones espaciales y una temporal. El tiempo es especial porque solo podemos movernos en la dirección de nuestro futuro , a diferencia de las dimensiones espaciales, donde somos libres de movernos a donde queramos. Además, la relatividad especial nos dice que el movimiento en el espacio-tiempo está limitado a una velocidad máxima superior a la de la luz, más de 186 000 millas por segundo.

Por otro lado, la mecánica cuántica nos da reglas sobre cómo funcionan los sistemas subatómicos, esas partículas más pequeñas que los átomos. Y esas reglas son muy, muy extrañas. Por ejemplo, en mecánica cuántica las partículas pueden parecer aparecer en múltiples lugares a la vez, y nunca estamos completamente seguros de dónde terminará una partícula. De hecho, hemos tenido que crear todo un lenguaje llamado dualidad onda-partícula para dar cabida a estas reglas. Desde esta perspectiva, las partículas no son realmente partículas. En cambio, son ondas de probabilidad que se mueven de un lado a otro. Donde las ondas alcanzan su máximo, tenemos una buena probabilidad de encontrar la partícula la próxima vez que la busquemos. Y donde las ondas alcanzan su mínimo, es improbable que veamos esa partícula.

Estas reglas de la mecánica cuántica también permiten comportamientos aparentemente contradictorios, como el entrelazamiento cuántico, donde una partícula puede influir en otra instantáneamente, superando con creces el límite de la velocidad de la luz establecido por la relatividad especial.

En un intento por abordar estos problemas, investigadores de las Universidades de Varsovia y Oxford plantearon una pregunta completamente diferente en su artículo de 2022 : ¿Cómo sería el universo si se pudiera viajar más rápido que la luz? En la relatividad especial, es imposible partir de una velocidad inferior a la de la luz y acelerar hasta alcanzarla, y mucho menos superarla. Sin embargo, las reglas de la relatividad especial también permiten la situación inversa: los objetos pueden partir de una velocidad superior a la de la luz, pero nunca podrán reducir su velocidad por debajo de ese límite.

Según los investigadores, para los observadores que ya viajan más rápido que la luz, la relación entre el tiempo y el espacio se invierte. En lugar de tres dimensiones espaciales y una temporal, quienes viajan más rápido que la luz perciben tres dimensiones temporales y una sola espacial. Esto significa que las partículas siguen más de una trayectoria a la vez. En efecto, viajan hacia más de un futuro simultáneamente.

Desde nuestra perspectiva habitual, donde la velocidad de la luz es menor, parece que estos objetos que viajan más rápido que la luz no se comportan como partículas. En cambio, actúan como ondas. Piénsalo. Si lanzas una pelota de béisbol, solo sigue una trayectoria. Pero si la pelota golpea un estanque cercano, las ondas de agua viajan en múltiples direcciones a la vez.

Los investigadores argumentan que este cambio de perspectiva ofrece una posible explicación para los misterios de la mecánica cuántica. Conceptos como el entrelazamiento cuántico, las probabilidades aleatorias, la dualidad onda-partícula y todas las demás consecuencias habituales de la mecánica cuántica parecen ser resultados naturales de esta perspectiva de viajes más rápidos que la luz. En lugar de surgir sin explicación —que es el modo por defecto en la mecánica cuántica—, estas reglas ahora tienen una posible razón de ser.

De hecho, los investigadores señalan que, desde esta perspectiva, el concepto de partícula se desmorona por completo. En su lugar, solo se puede hablar de campos, que son ondas que existen en todo el espacio y el tiempo. Los investigadores destacan que muchas teorías de la física, especialmente las relativas a la física fundamental del universo primitivo, ya emplean campos con propiedades de propagación más rápida que la luz.

Sin embargo, la cuestión de si las partículas individuales conocidas como taquiones pueden viajar más rápido que la luz sigue abierta. Esto se debe a que la existencia de tales partículas alteraría conceptos fundamentales del universo, como la causalidad y la progresión del pasado al futuro que conocemos. Pero la mecánica cuántica ya pone a prueba estos conceptos, por lo que es posible que el universo ya se rija por estas reglas poco intuitivas. Quizás solo necesitamos establecer la conexión.

https://www.popularmechanics.com/space/a73788176/more-than-one-future-particle/