El futuro puede tal vez cambiar el pasado

Dos físicos, uno de Estados Unidos y otro de Canadá, han revisado algunas de las hipótesis fundamentales de la física cuántica y sugerido, en un artículo publicado en  Proceedings of The Royal Society, que las medidas efectuadas sobre una partícula elemental podrían afectar al pasado de esa partícula.

Eso significa que, cuando un experimentador elige el modo con el que medir una partícula, esa decisión puede influir en las propiedades de esa partícula (o de otra partícula) en el pasado, incluso antes de que el experimentador haga su elección sobre el sistema de medición.

En otras palabras, una decisión tomada en el presente puede influir en algo en el pasado. La sugerencia, sólidamente documentada, actualiza un viejo debate de la física cuántica y señala que la causalidad puede remontar el tiempo en dirección al pasado. Este proceso hipotético se llama retrocausalidad, un concepto filosófico según el cual un efecto puede preceder a su causa.

Aunque la física actual generalmente no contempla la retrocausalidad, algunas teorías señalan que las partículas viajan hacia atrás en el tiempo, rompiendo la linealidad de los procesos tal como los conocemos en el mundo ordinario, que sólo avanzan del pasado al presente y del presente al futuro.

Los investigadores Matthew S. Leifer, de la Universidad Chapman en Californie, y Matthew F. Pusey, del Instituto de Física Teórica de Ontario, profundizan en esta línea de investigación para determinar si realmente el tiempo es diferente en el mundo cuántico, explica al respecto Phys.org.

Para ello han aplicado su nuevo modelo teórico al Teorema de Bell, presentado en 1964 por el científico norirlandés John S. Bell y considerado como "el más profundo de la ciencia”. Su teorema trata de explicar el extraño comportamiento de las partículas elementales, que atribuye a la aleatoriedad del universo.

Un mundo de probabilidades

Según la mecánica cuántica, las partículas no actúan como bolas de billar sólidas rodando por una mesa, sino como una nube de posibilidades que se mueven a toda velocidad por el espacio. Los valores de una partícula (como los referidos a su posición) no están determinados hasta que se miden. Como esto es así, significa que la física no predice el resultado de un experimento, sino sus probabilidades.

Einstein pensaba sin embargo que la indeterminación cuántica se debe a que la física no ofrece una completa descripción de la realidad y que la teoría cuántica no tiene en cuenta lo que llamó “variables ocultas” que, por ser desconocidas por la ciencia, impiden predecir con toda seguridad el resultado de un experimento. Otros físicos, como Niels Borh, señalaron que en realidad la indeterminación cuántica no era un fallo de la teoría, sino lo único que podíamos conocer del mundo físico.

John Stewart Bell propuso entonces llevar el debate al laboratorio y comprobar si existían realmente las variables ocultas que impiden conocer con exactitud el mundo cuántico. Para ello recurrió al efecto conocido como entrelazamiento cuántico y demostró que la idea de variables ocultas no tenía ningún fundamento, algo que otros físicos como Alain Aspect confirmaron años después.

Explicación del entrelazamiento

El entrelazamiento cuántico es por tanto una realidad y no una explicación insuficiente porque no tenemos la información contenida en supuestas variables ocultas. Mediante  el entrelazamiento, dos partículas que han estado unidas, registra cada una de ellas instantáneamente lo que le ocurre a la otra, aunque estén separadas entre sí. Y esto se debe a la aleatoriedad del universo, según Bell e investigaciones posteriores.

Matthew S. Leifer y Matthew F. Pusey avanzan un poco más en este debate planteando que el entrelazamiento cuántico puede explicarse con la retrocausalidad.  Plantean que, tal vez, lo que ocurre en una partícula entrelazada, situada a años luz de un sistema, puede influir en la nube de probabilidades que caracteriza el comportamiento de un sistema cuántico, sin necesidad de verlo ni tocarlo.

Si la causalidad puede remontar el tiempo, eso significaría que una partícula puede literalmente llevar su medición a través del tiempo hasta el momento del entrelazamiento y afectar así a la partícula entrelazada.

Para validar esta hipótesis, han desarrollado un modelo basado en el Teorema de Bell en el que el espacio es reemplazado por el tiempo. Según sus estimaciones, las mediciones hechas a una partícula podrían reflejarse tanto ahora como en el futuro.

Eso significa, según estos autores, que la acción que ocurre durante el entrelazamiento cuántico puede producirse en otro momento, ocurrir en el futuro para influir en el pasado. Si aceptamos la retrocausalidad, podemos explicar por qué lo que ocurre en una partícula entrelazada se reproduce instantáneamente en la otra partícula, independientemente de la distancia que las separa. Es porque el proceso ocurre en tiempos diferentes. No tiene nada que ver la distancia que las separa, eso que Einstein llamaba “acción fantasma a distancia”.

Estos investigadores aclaran que la retrocausalidad no significa que la información que podamos incluir en una partícula pueda ser enviada desde el futuro hasta el pasado, sino que el entrelazamiento cuántico constituye hipotéticamente la prueba de la existencia de la retrocausalidad.

Referencia

Is a time symmetric interpretation of quantum theory possible without retrocausality? Proceedings of The Royal Society. DOI: 10.1098/rspa.2016.0607