Una nueva teoría propone que el tiempo tiene tres dimensiones

 

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

Nuestro universo sigue ciertas reglas que provienen de diferentes ramas de la física. Pero a veces estas reglas parecen no ser consistentes entre sí o no encajan del todo. En otros casos, las reglas 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 entender el universo. Esta teoría nos dice que el tiempo y el espacio están unidos en una estructura de cuatro dimensiones llamada 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 podemos movernos libremente en cualquier dirección. Además, la relatividad especial nos dice que el movimiento en el espacio-tiempo está limitado a no ser más rápido que la velocidad de la luz, unos 380.000 kilómetros por segundo.

La mecánica cuántica, por otro lado, nos ofrece reglas sobre cómo funcionan los sistemas subatómicos, es decir, las partículas más pequeñas que un átomo. Y esas reglas son muy, muy extrañas. Por ejemplo, en la mecánica cuántica las partículas parecen poder aparecer en varios lugares a la vez, y nunca estamos completamente seguros de dónde acabarán. De hecho, hemos tenido que crear un lenguaje entero llamado dualidad onda-partícula para explicar estas reglas. En esta visión, las partículas no son realmente partículas. En lugar de eso, son ondas de probabilidad que se mueven y fluctúan. Donde la onda alcanza su punto máximo, hay una buena probabilidad de encontrar la partícula cuando la busquemos. Y donde la onda es mínima, es poco probable que la veamos.

Estas reglas también permiten comportamientos aparentemente contradictorios, como el entrelazamiento cuántico, donde una partícula puede influir instantáneamente en otra, superando la limitación de la velocidad de la luz impuesta por la relatividad especial.

Para abordar estos problemas, investigadores de las universidades de Varsovia y Oxford hicieron una pregunta distinta: ¿cómo sería el universo si pudieras viajar más rápido que la luz? Según la relatividad especial, es imposible acelerar desde una velocidad inferior a la de la luz hasta alcanzarla, y mucho menos superarla. Pero esta teoría también permite una situación inversa: objetos que ya viajan más rápido que la luz y que nunca pueden reducir su velocidad por debajo de ese límite.

Según los investigadores, para un observador que ya se mueve más rápido que la luz, la relación entre tiempo y espacio se invierte. En lugar de tres dimensiones espaciales y una temporal, los observadores más rápidos que la luz perciben tres dimensiones temporales y solo una espacial. Esto significa que las partículas seguirían más de una trayectoria a la vez, viajando simultáneamente hacia más de un futuro.

Desde nuestra perspectiva habitual, donde viajamos a velocidades inferiores a la de la luz, estos objetos que superan la velocidad de la luz no se comportan como partículas, sino como ondas. Piénsalo: si lanzas una pelota de béisbol, solo sigue una trayectoria. Pero si la pelota cae en un estanque, las ondas en el agua se propagan en muchas direcciones a la vez.

Los investigadores sostienen que este cambio de perspectiva podría explicar los misterios de la mecánica cuántica. Fenómenos como el entrelazamiento cuántico, las probabilidades aleatorias, la dualidad onda-partícula y otras consecuencias típicas de la mecánica cuántica parecerían ser una consecuencia natural de esta perspectiva de velocidades superiores a la de la luz. En lugar de surgir sin explicación —como ocurre habitualmente en la mecánica cuántica—, estas reglas tendrían una posible razón de ser.

De hecho, los investigadores señalan que el concepto de partícula en esta perspectiva deja de tener sentido. En su lugar, solo se podría hablar de campos, que son ondas que existen en todo el espacio y el tiempo. Además, muchos modelos de física, especialmente los que estudian la física fundamental en el universo muy temprano, ya usan campos con propiedades que superan la velocidad de la luz.

Sin embargo, si las partículas conocidas como taquiones pueden realmente viajar más rápido que la luz sigue siendo una pregunta abierta. Porque la existencia de tales partículas pondría en jaque conceptos básicos del universo, como la causalidad y la secuencia del pasado al futuro que conocemos. Pero la mecánica cuántica ya desafía esos conceptos, por lo que es posible que el universo funcione con reglas que no son intuitivas. Quizás solo necesitemos hacer la conexión.