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El Tiempo y la Humanidad en Pocas Palabras

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(Tiempo estimado de lectura: 10-15 minutos)

El Tiempo y la Humanidad

Si alguien te pregunta: ¿Qué es el tiempo? Es muy probable que si eres una persona clara y objetiva, respondas que el tiempo no es más que una medida para marcar nuestros ritmos diarios, o bien, una manera de delimitar un período por el cual se desarrolla una acción. Sin embargo, si te consideras una persona un tanto más profunda, puede que al momento de responder se te complique un poco más; que aunque intentes buscar una respuesta coherente entre los millones de archivos de tu cerebro, no sepas responder con claridad, que por más que intentes hacer un boceto en tu mente sobre la definición, no obtengas más que un montón de ideas vagas que poco se complementan entre sí.

Todos tenemos una idea natural de lo que es el tiempo, una manera implícita que viene dentro de nuestros cuerpos gracias a años de evolución. El verdadero problema radica en que nadie sabe cómo definirlo. Esta misma situación es la que describe San Agustín de Hipona (354 d.C. – 430 d.C.) en su libro XI de Las Confesiones: «¿Qué es, pues, el tiempo? Si nadie me lo pregunta, lo sé; pero si quiero explicárselo al que me lo pregunta, no lo sé».

Antecedentes

Es difícil imaginarnos qué nos respondería un neandertal si le preguntamos acerca del tiempo, siempre y cuando pueda entendernos, claro. Es lógico pensar que aquel individuo no sepa de qué estamos hablando y no nos vea más que como un jugoso platillo. Esto es porque a pesar de que eran seres evolucionados, todavía les faltaban unos 100.000 años para llegar a ser lo que somos hoy en día. Nuestros antepasados más antiguos no tenían una visión del tiempo, sino que era el mismo tiempo el que los regía de una manera más instintiva.

Ocurre lo mismo con los animales, ellos tienen en sus cuerpos una especie de reloj biológico, llamado ciclo circadiano, el cual se encarga de regular sus períodos de sueño, viéndose afectado por la luz o la oscuridad. Para los animales, el tiempo no es más que algo que sólo está ahí, que le dice a través de los instintos cómo deben comportarse; si comer o beber, si dormir o despertar, si migrar o no migrar. Es así como el tiempo actúa sobre ellos, como una especie de titiritero o marionetista que maneja sus necesidades básicas para poder sobrevivir.

Concepto de Tiempo

El concepto de tiempo varía según la persona a la que consultes. Si le haces la pregunta a un físico o astrónomo, te aseguro que no te responderá lo mismo que un filósofo. Es por esto que la definición del tiempo ha sido tan controversial a lo largo de los años, generando diversas instancias de debate que se remontan a la antigua Grecia, pasando por Aristóteles, Isaac Newton, Albert Einstein, hasta la actualidad.

Hay quien dice que el tiempo no es más que una infinita línea recta que viaja de un polo hasta otro, pasando por un punto central, esto se refiere al pasado, presente y futuro. Sin embargo, esta idea del tiempo no es más que una visión simple y poco optimista de lo que en realidad es.

El Ayer

El tiempo y la humanidad han sido compañeros a lo largo de la historia, es decir, por unos 5 millones de años aproximadamente, sin embargo, nuestro primer acercamiento al concepto ocurrió recién en el año 530 a.C en la antigua Grecia cuando Parménides de Elea aseguraba que el tiempo no era más que una ilusión.

Por otra parte, al contrario de como pensaba Parménides, el conocido Aristóteles (384 a.C – 322 a.C.), quien se había visto influenciado con las ideas de Heráclito de Éfeso (535 a.C. – 484 a.C.) concluyó: «El tiempo es la medida del movimiento con respecto al antes y después», por lo tanto para Aristóteles, el tiempo existe a través de valores y cantidades, como una herramienta para realizar mediciones, es decir, algo intangible e independiente.

El tema del tiempo no volvió a ser algo importante hasta la llegada del siglo XVII con una de las mentes científicas más brillantes de la historia, Isaac Newton.

Continuando con el legado de Aristóteles, Isaac Newton en Philosophiae Naturalis Principia Mathematica comenta: «El tiempo absoluto, verdadero y matemático, en sí mismo y por su naturaleza, fluye uniformemente sin relación a ninguna cosa externa…«. Por lo que queda claro la posición de Newton respecto a este tema, dejando una visión clara y simple del fenómeno del tiempo. Finalmente, el tiempo de Newton es absoluto, lineal e independiente.

Concepción del tiempo newtoniano.

El Ahora

A comienzos del siglo XX comenzaría un cambio radical de paradigma. Pues, en el año 1905, Albert Einstein (1879 – 1955) formula la Teoría de la Relatividad Especial, definiendo la velocidad de la luz como una constante absoluta. De esta manera, al dejar como axioma el valor de la velocidad de la luz en el vacío, implica (por obligación) que el tiempo debe ser flexible, alterable, y dependiente del movimiento relativo de los observadores. Es decir, el tiempo fluye de distinta manera según la posición que tengamos en el universo.

Es así como la visión del tiempo de Einstein es completamente contraria a la newtoniana. Pasando de ser un tiempo absoluto, lineal e independiente, a un tiempo variable y dependiente. Un tiempo que no funciona para todos de la misma manera, en otras palabras, el tiempo pasa a ser una dimensión más en el espacio.

Tiempo como una dimensión

Nosotros estamos habituados a un mundo de tres dimensiones, donde podemos avanzar o retroceder, subir o bajar, movernos hacia un lado o hacia el otro, y es aquí donde el tiempo relativo toma su papel de protagonista. El hecho de que el tiempo pase a ser una dimensión más en el espacio, tiene una serie de implicancias en su comportamiento.

Unificación del espacio-tiempo

Es preciso señalar que para la relatividad de Einstein el tiempo y la humanidad coexisten en un mundo de cuatro dimensiones, las tres primeras, respecto al espacio, y la última, con respecto al tiempo, es por ello que el tiempo pierde su objetividad newtoniana y pasa a ser subjetivo, donde cada persona tiene su propio tiempo, de acuerdo a la posición en la que se encuentre.

Hermann Minkowski (1864 – 1909) fue un matemático que realizó grandes aportes a la ciencia de la época, por ejemplo, el Espacio-tiempo de Minkowski, el cual fue utilizado para describir fenómenos físicos junto a la relatividad especial de Einstein, a través de aproximaciones «geométricas».

«Las consideraciones sobre espacio y tiempo, que quisiera desarrollar para ustedes, han crecido sobre un terreno físico-experimental. En eso está su fuerza. Su tendencia es radical. A partir de ahora el espacio solo y el tiempo solo han de sumergirse totalmente en las tinieblas. Y únicamente un tipo de unión de ambos ha de conservar su autonomía»

Minkowski, 1908

Dilatación temporal

En el caso de que nos encontremos viajando en una nave espacial a una velocidad increíble, digamos, unos 290.000 km/s, el mismo hecho de que nos encontremos viajando a una velocidad tan cercana a la de la luz, genera una distorsión en el espacio-tiempo, o bien, una dilatación temporal. Esto se debe a que la velocidad de la luz es una constante absoluta, por lo que, si comenzamos a acelerar la nave, la única manera de que «no alcancemos la luz» es a través de una distorsión del espacio.

Tomando en cuenta el mismo caso, supongamos que dicha nave tiene un reloj, mientras que un observador ajeno al sistema, posee exactamente el mismo reloj. Si medimos el tiempo que la nave tarda en llegar a una estrella con ambos relojes, nos daremos cuenta de que ambos muestran tiempos diferentes. En efecto, el reloj del observador lejano mostrará un tiempo de 3,945 veces el que marca la nave, es decir, si el reloj de la nave midió 1 segundo en llegar a la estrella, el observador habrá medido 3,945 segundos.

Con esto último nos damos cuenta que viajando en la nave espacial, el tiempo viaja de una manera «más rápida» respecto al observador lejano. Esto implica, que nos «moveríamos hacia el futuro» mucho más lento, por lo que, podemos afirmar que si nos movemos a velocidades cercanas a la de la luz envejeceremos más lento que una persona que se encuentre quieta, fuera de la nave.

Ilustración que muestra la Paradoja de Los Gemelos.

Si deseas indagar tú mism@, en este link podrás jugar con los parámetros respecto a la distorsión temporal.

Teoría de la Relatividad General

No sería hasta el año 1915 cuando Albert Einstein complementaría su pasada teoría con una nueva, la Teoría de la Relatividad General.

En dicha teoría se explican fenómenos antes inexplicables con la teoría de la relatividad especial, pues no se consideraba de ninguna forma la gravedad. Sin embargo, con su nueva teoría, Albert, a pesar de no poseer los conocimientos matemáticos necesarios, pidió ayuda a uno de sus amigos matemáticos; Marcel Grossmann (1878 – 1936), dándose cuenta de algo maravilloso, gracias a la paradoja de Ehrenfest y los efectos de marea.

Espacio cilíndrico rotatorio que representa la paradoja de Ehrenfest

La paradoja de Ehrenfest explica cómo al estar dentro de un espacio cilíndrico rotatorio, veremos acortadas las distancias en dirección tangencial, mientras que estas se mantienen en dirección radial. Es así como nace una solución para este problema, una única solución que solo es posible si el espacio en cuestión, está curvado. En conclusión, el espacio-tiempo es curvo.

Representación del Espacio-Tiempo siendo afectado por cuerpos masivos.

Finalmente, gracias al exhaustivo análisis de Einstein, este se da cuenta de que entonces la fuerza de gravedad como tal, no existe. Sino que es la materia quien efectúa una deformación sobre el espacio-tiempo, la cual genera una «aceleración» en el movimiento de partículas en ausencia de fuerzas.

En consecuencia, objetos masivos como planetas, estrellas, agujeros negros, entre otros, curvan el espacio-tiempo, generando una atracción gravitacional sobre otros cuerpos.

Dilatación temporal debido a un campo gravitatorio

Ahora, gracias a la teoría general de la relatividad, sabemos también que los cuerpos masivos producen una alteración del espacio-tiempo, es debido a esto, que mientras más cerca nos encontremos al campo gravitacional de un objeto, para un observador más lejano al campo, el tiempo avanzaría de manera más rápida respecto a nosotros.

En conclusión, el tiempo pasa más lento al estar más cerca de objetos masivos.

Simulación que muestra el Espacio-Tiempo siendo curvado por un agujero negro.

El Mañana

A pesar de lo «cambiante» que ha sido el tiempo para la humanidad, pudimos descifrar un tanto su complejidad, y esto se lo debemos a muchas de las mentes más brillantes de todos los tiempos. Logramos entender que el tiempo no se mueve unidireccionalmente de manera lineal, sino que es más bien algo subjetivo y sujeto a cambios, pues, el tiempo de cada uno de nosotros es único, y depende solamente de nuestra posición y movimiento en el espacio.

Mientras sigamos en la Tierra, expuestos a velocidades cósmicamente bajas, y a campos gravitatorios débiles, todo el tema de la relatividad del tiempo pasa inadvertido.

Esto último se puede ejemplificar a través de la mecánica clásica de Newton. Pues, a pesar de que el tiempo a escala universal y cósmica sea un tanto errática, no ocurre lo mismo en nuestro hogar, la Tierra. Donde podemos notar que las mismas leyes de Newton que funcionaban hace más de 300 años, siguen funcionando hoy en día. En donde tomamos al tiempo como un movimiento en las manecillas de nuestros relojes, describiendo el comportamiento de un objeto mientras el reloj avanza.

Estoy seguro que con el pasar de los años, décadas y siglos, la humanidad pasará a ser más cercana a los tiempos relativistas. Esto, ya sea porque encontremos la manera de crear un cohete lo suficientemente potente como para alcanzar velocidades cercanas a la de la luz, o porque de algún modo, nos encontremos cercanos a un agujero negro o a una estrella de neutrones.

La naturaleza del ser humano se basa en la curiosidad, por lo que no tengo duda alguna, en que conseguiremos alcanzar las estrellas. Acaso, ¿Serás tú la próxima mente brillante que nos deslumbre con sus ideas?

Conclusión

Luego de nuestra gran aventura con el tiempo, podemos afirmar que es mucho más complejo de lo que creíamos. Si bien, pudimos entender la evolución del concepto del tiempo hasta la actualidad, no tenemos una idea clara de lo que es en sí mismo. Pues, todos y todas sabemos que el tiempo siempre estuvo y estará. Pero no manejamos un concepto general que nos ayude a unificar los distintos pensamientos que cada uno de nosotros tiene sobre él.

Reflexión

Es esperanzador saber que vamos en la dirección correcta. Actualmente, gracias al esfuerzo constante de miles de personas, hemos logrado cosas impensables para nuestros antepasados, gracias a personas como; físicos, astrónomos, matemáticos, ingenieros, y cualquier persona que haya aportado aunque sea un granito de arena, es digno de llamarse científico.

Cada uno realizando aportes desde donde pueden, realizando experimentos, aportando nuevas ideas y refutando otras, nos encontramos en la búsqueda de nuevas teorías, nuevas leyes. No hay nada más bello que la ciencia sana, basta observar desde afuera lo que hemos conseguido como humanidad.

Hoy fue el turno del tiempo, uno de los temas más enigmáticos a lo largo de los años. Sin embargo, la exquisita naturaleza del universo, tiene millones de otros fenómenos tan apasionantes como éste; la materia oscura, la singularidad de un agujero negro, cómo surgió el universo, son ejemplos de temas complejos para nosotros y simples para él. El universo todo lo sabe y poco a poco nos va dejando pistas, esperando a que aparezca un nuevo Isaac Newton, otro Albert Einstein quien entienda el lenguaje universal y pueda descifrar lo que nos está tratando de decir.

Ahora cuéntanos!, para ti:

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Queremos formar nuevas mentes brillantes que nos ayuden a alcanzar las estrellas…

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