El tiempo podría tener la estructura de un cristal

El filósofo Heráclito (siglo V a.C.) relacionaba el tiempo con el estado de constante fluir de todas las cosas; y del tiempo decía Aristóteles “es un tipo de número”. La ciencia también se ha preguntado sobre la naturaleza del tiempo: ¿Es el tiempo un continuo (fluye sin cesar, como decía Heráclito) o es discreto (se divide en unidades consecutivas, como sugería Aristóteles)? Un nuevo estudio arroja algo de luz -y oscuridad- a esta cuestión.

Para intentar comprender lo que plantea este trabajo hay que comenzar explicando que en física hay establecido un límite temporal. Se trata del tiempo de Planck o cronón, y se considera el intervalo temporal más pequeño físicamente signficativo (10^-43 segundos).

El nuevo estudio ha demostrado que esa escala mínima de tiempo tendría varios órdenes de magnitud mayor que el tiempo de Planck.  Por otro lado, los autores del trabajo (de la Universidad de Waterloo y de la Universidad de Lethbridge, en Canadá, y de la Universidad de Alejandría, en  Egipto) han constatado que la existencia de ese tiempo tan mínimo alteraría las ecuaciones básicas de la mecánica cuántica.

Dado que la mecánica cuántica describe todos los sistemas físicos a una escala muy pequeña (subatómica), esta nueva medida temporal podría cambiar la descripción de los sistemas mecánico-cuánticos, afirman. Sus resultados han sido publicados The European Physical Journal C.

Buscando la estructura del tiempo

Impulsados por varios estudios teóricos recientes, los investigadores quisieron profundizar en la estructura del tiempo, en particular, en la cuestión largamente debatida (como hemos visto, incluso desde la filosofía clásica) de si el tiempo es un continuo o si es discreto. Para su estudio, partieron del presupuesto de que el tiempo es discreto o discontinuo, explica en Physorg Mir Faizal, uno de los autores del trabajo.  

Probaron este punto con la tasa de emisión espontánea de un átomo de hidrógeno. La emisión espontánea es un proceso por el cual un átomo en un estado excitado, pasa a un estado de energía más bajo, liberando un fotón en el proceso.

Descubrieron así que el tiempo mínimo era de magnitud mayor que el tiempo de Planck, pero no superior a una determinada cifra. Futuros experimentos podrían determinar el valor exacto de este límite de tiempo mínimo. Los efectos propuestos también pueden ser observables en otras tasas de desintegración de partículas y de núcleos inestables.

Implicaciones para el tiempo

Los científicos sugieren que aplicar esta nueva medida a las ecuaciones básicas de la mecánica cuántica modificarían la misma definición de tiempo.

Explican que la estructura del tiempo podría ser pensada a partir de estos resultados como una estructura de cristal, consistente en segmentos discretos que se repiten periódicamente.

En un plano más filosófico, el argumento de que el tiempo es discontinuo sugeriría que nuestra percepción del tiempo como algo que fluye de forma continua es sólo una ilusión.

"El universo físico es realmente como una película, en la que una serie de imágenes fijas crean la ilusión de imágenes en movimiento", afirma Faizal. Una 'película' que estaría producida por una estructura matemática subyacente discreta.

La propuesta señalaría a lo que decía Platón, que la verdadera realidad existe independiente de nuestros sentidos. "Sin embargo, a diferencia de otras teorías del idealismo platónico, esto puede ser probado experimentalmente, y no es solo un argumento filosófico", concluye Faizal.

Referencia bibliográfica:

Mir Faizal, et al. Time crystals from minimum time uncertainty.  The European Physical Journal C (2016). DOI: 10.1140/epjc/s10052-016-3884-4.