Dos problemas temporales: duración y simultaneidad

Poincaré identificó en 1898 los dos problemas fundamentales relativos al tiempo como magnitud física clásica con una dimensión escalar:

Henri Poincaré (por Eloy Caballero)
Henri Poincaré (por Eloy Caballero)
  1. El problema de la duración: ¿Es un minuto de hoy igual que un minuto de hace diez millones de años?
  2. El problema de la simultaneidad: ¿Es el ahora de aquí igual que el ahora de la estrella Sirio?

Las soluciones a estos dos problemas en el marco de la física newtoniana son triviales. Veamos:

  1. El problema de la duración es, en realidad, una reformulación de la cuestión sobre la homogeneidad de la dimensión tiempo, cuya respuesta es afirmativa: sí, el tiempo es homogéneo y un minuto de hoy es igual que un minuto de siempre. No debemos confundir la homogeneidad con la anisotropía. Está claro que incluso en el marco newtoniano, el tiempo es homogéneo, pero claramente anisótropo, pues “discurre” en la dirección privilegiada desde el presente hacia el futuro y va dejando “atrás” al pasado.
  2. El problema de la simultaneidad se resuelve acudiendo a la concepción absoluta que Newton tenía del tiempo, o sea, hay un tic tac universal que ocurre simultáneamente en todas partes.
Ernst Mach (por Eloy Caballero)
Ernst Mach (por Eloy Caballero)

Sin embargo Ernst Mach criticó duramente el concepto newtoniano del tiempo con una idea interesante de tipo relativista que iba a inspirar a Einstein. Mach decía que las leyes de Newton solo se pueden verificar cuando uno se refiere a un sistema físico que, por mucho que uno lo enuncie, no se puede aislar del resto de estrellas (ahora ya diríamos, y de galaxias, y agujeros negros, y quasares) del universo. Esos componentes están presentes cada vez que tomamos medidas en nuestros experimentos mecánicos. Aunque solo estemos dejando caer un bote de tomate por la rampa de la calle, ahí está Sirio enredando. En el fondo de la propuesta de Mach está la idea de que el universo se define por la presencia y ubicación relativa de todo lo que está en él. Esto es lo que permite el cambio y que la noción de tiempo surja de ahí. Imaginemos un mundo que es, simplemente un enjambre de abejas volando sin ningún marco de referencia. Todo lo que tienen es las posiciones relativas entre ellas, y a partir de ahí definen el tiempo.

Albert Einstein (por Eloy Caballero)
Albert Einstein (por Eloy Caballero)

En el marco relativista ya no se pueden dar estas respuestas. Einstein resuelve bien el problema de la simultaneidad, a través de la transformación de Lorentz, pero el problema de la duración, es decir, el de la homogeneidad, queda sin resolver. ¡Ojo! No confundamos la duración relativa de acuerdo a la presencia de masa o velocidad con la homogeneidad a la que nos referíamos al principio, es decir con esa especie de duración “absoluta” que resulta de comparar un minuto del año 2017 con un minuto de hace cien millones de años. Es evidente que también a este respecto Einstein introduce nociones asombrosas, como que la duración entre dos eventos depende del observador e incluso desde el punto de vista de la luz la duración de todo se alarga hasta el infinito, o la eternidad. El problema de la homogeneidad queda sin respuesta relativista. Einstein no lo atacó. Hoy en día tenemos, quizás, una respuesta cosmológica, según la cual la historia del factor de escala de expansión del universo ha sido variable, lo que nos llevaría a contestar negativamente a la cuestión de la homogeneidad.

Los minutos nunca son iguales y los “ahoras” varían según la ubicación. ¡Vaya universo que tenemos!

En fin, si te gustan las disquisiciones sobre el tiempo, te gustará mi libro: La historia oculta del tiempo.

Libro La historia oculta del tiempo

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