NeoFronteras

¿Máquina del tiempo en el LHC?

Área: Física — lunes, 21 de marzo de 2011

Proponen una idea muy especulativa según la cual ciertas partículas podrían viajar hacia el pasado o futuro a través de atajos extradimensionales.

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Mientras que en el LHC sigue sin aparecer nada interesante, los teóricos continúan proponiendo ideas de las cosas que habría que ir buscando en sus colisiones. Según Tom Weiler y Chui Man Ho, ambos de Vanderbilt University, en este colisionador quizás se den eventos compatibles con el viaje hacia atrás en el tiempo de ciertas partículas. Según admite el propio Weiler, la proposición es bastante atrevida, pero según él no violaría ninguna ley de la Física o limitaciones experimentales.
Una de las metas del LHC es encontrar el bosón de Higgs, partícula (o partículas) que dotarían de masa al resto de las partículas del modelo Estándar. Hasta ahora no parece que la hayan encontrado. Los últimos resultados del Fermilab dicen (después de no haberlo encontrado tampoco en otra banda de energía) que si existe debe tener una masa más ligera de lo esperado (con una masa entre 114 y 156 GeV/c2) y que será por tanto más complicado encontrarla entre un mar de ruido*.
Si finalmente el bosón de Higgs aparece, quizás también lo haga junto a él el singlete de Higgs, partícula que algunos teóricos sostienen que podría existir.
Según Weiler y Ho, los singletes de Higgs podrían tener la capacidad de saltar a una dimensión extra del espacio y moverse hacia adelante o hacia atrás en el tiempo, reapareciendo de nuevo en nuestro espacio ordinario en el pasado o en el futuro. Este tipo de eventos evitarían las paradojas que normalmente están asociadas con los viajes en el tiempo. Se evitaría por ejemplo la contradicción lógica que supone que alguien pudiera viajar a atrás en el tiempo y matar a su abuelo siendo éste niño, evitando así su propia existencia y el propio viaje en el tiempo. En este caso el viaje en el tiempo estaría limitado sólo a ciertas partículas y no se podrían enviar humanos al pasado al estar hechos de partículas corrientes. Según Weiler, aún así se podrían enviar mensajes al pasado o al futuro (con la inevitable aparición de paradojas que Weiler no parece ver).
Se podría comprobar esta idea mientras se observan las colisiones en el LHC. Los singletes de Higgs decaerían en otras partículas de manera espontánea y esto se podría dar antes de producirse la propia colisión que los genera si los singletes han conseguido viajar hacia atrás en el tiempo.
Estos dos teóricos se basan en la teoría M, algo que no sabe muy bien lo que es (salvo el ser un subproducto de la teoría de cuerdas). Según este esbozo de teoría se requerirían 10 u 11 dimensiones en lugar de las cuatro que conocemos (3+1). Nuestro universo estaría embebido en una brana cuatridimensional (3+1) que flotaría en un espacio multimensional.
Según esta idea, los bloques básicos del universo (las partículas) estarían atrapadas en la brana y no podrían viajar por las otras dimensiones espaciales. La excepción serían los gravitones que podrían salir “fuera” y ésta sería la razón de que la fuerza de gravedad sea tan débil comparada con el resto de las fuerzas. Según algunos cuerdistas incluso lo que observamos como materia oscura no sería más que el efecto de los gravitones provenientes de otras branas, de otros universos “paralelos”. Estos universos paralelos son el producto teórico de los 10500 estados de vacío que proporciona la teoría.
Otras partículas que podrían escapar de nuestra brana serían los singletes de Higgs, partículas que responderían a la gravedad pero no a las otras fuerzas básicas.

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Ilustración de un singlete de Higgs viajando en el tiempo. Un par de protones colisionan en el LHC y se genera un singlete de Higgs que viaja en el tiempo al abandonar las brana tridimensional de espacio habitual. Fuente: Jenni Ohnstad, Vanderbilt.

Esta idea proviene de cuando Weiler, Heinrich Päs y Sandip Pakvasa (éstos dos últimos de la Universidasd de Hawaii) propusieron que las anomalías observadas en los experimentos de neutrinos podrían deberse a la existencia de los neutrinos estériles, neutrinos que sólo interaccionarían a través de la fuerza de gravedad y que tampoco estarían atrapados en la brana, serían capaces, por tanto, de viajar a otras branas. Estos tres autores propusieron que los neutrinos estériles podrían viajar más rápidos que la luz tomando atajos a través de las dimensiones extras. Algo que sería, hasta cierto punto, equivalente a viajar en el tiempo. En 2007 publicaron un artículo titulado “Neutrino time travel” que levantó cierto revuelo. Estas ideas inspiraron dos novelas “Final Theory” de Mark Alpert y “Accidental Time Machine” de Joe Haldeman.

*Más grave aún es el no haber encontrado aún señales de la existencia de supersimetría (SUSY), hecho éste que pone en graves aprietos a esta idea y deja sin sentido la vida académica, de 30 años de duración, de algunos teóricos. Además afecta a las teorías de cuerdas, que habían depositado en la aparición de SUSY una posible (y falsa) prueba de la validez de la teoría.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=3435

Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo en ArXiv.
Neutrino time travel.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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21 Comentarios

  1. xxpabloxx:

    Pienso que si esto fuera posible lo mismo se podría provocar una paradoja, por ejemplo, “el tipo envía el mensaje a un matón en el pasado para que este mate a su abuelo y por tanto el mensaje no podría ser enviado al pasado por que quien tendría que enviarlo no podría puesto que no existe”. Estamos de vuelta en lo mismo.

  2. Lucero del Alba:

    je, no parece que te entusiasme mucho la mecánica cuántica, ni el LHC, ni el amigo Weiler :P

  3. NeoFronteras:

    Si se pudiera hacer viajar a estas partículas lo suficientemente atrás atrás en el tiempo como para envíar un mensaje (según sostiene Weiler que es posible) entonces habría lugar a las paradojas. Una manera sería decir en uno de esos mensajes que se apaguen las colisiones, pero si se apagan entonces no se producen singletes que puedan usarse para mandar ese mismo mensaje.

  4. JAvier:

    No entiendo una cosa, si estas partículas existen y pueden viajar en el tiempo ¿Por qué tendrían que aparecer cuando los instrumentos esten encendidos, o peor, cuando el el tiempo entre la construcción del LHC y quede en desuso?

  5. tomás:

    Algunos ya saben lo que pienso del tiempo y algún científico me acompaña, al menos, en la duda razonable de su existencia. De esto me enteré gracias a que Neo me avisó de un artículo sobre el tema en Investigación y Ciencia pues, aunque hacía más de 20 años que lo pensara, nunca me había atrevido a decirlo por si me tomaban por loco.
    El que no podamos viajar hacia el pasado, ni hacia el futuro porque se den insalvables paradojas, son pruebas de su inexistencia como ente real, no como útil magnitud deducida. También inicia la sospecha el que no sea posible demostrar la realidad del pasado ni del futuro.
    Como dicen por mi tierra: Y si no, al tiempo…

  6. NeoFronteras:

    Estimado Tomás:
    No hay ningún problema, ni se dan paradojas, en el viaje hacia el futuro. De hecho viajamos normalmente hacia él a 1 segundo por segundo. Incluso se puede viajar más rápido. Pero no se puede viajar hacia atrás en el tiempo. Es la famosa flecha del tiempo. El problema es que es muy difícil conservar la causalidad si esto fuera posible, aunque las razones íntimas no se conocen, salvo lo que nos diga la Termodinámica que no es mucho.
    Kip Thorne decía ayer en una charla a la que asistí que la Física tampoco pretende contestar las preguntas más profundas dejando el campo a la Filosofía. Quizás la pregunta de qué es el tiempo es una ellas.

  7. pvl:

    Una cosa (de las muchas)que nunca he podido comprender (a nivel divulgativo que es a lo que único que puedo aspirar de acuerdo con mis escasos conocimientos) es la razón por la que se postula (al menos desde ciertas posiciones en Física) que el viaje hacia el pasado es posible. Hasta donde alcanzo a comprender, esto se postula porque la formulación matemática de las teorías no lo excluye, o dicho de otra manera, en la formulación matemática no aparece flecha del tiempo alguna. Pero una cosa es que la formulación matemática no lo excluya y otra muy distinta que en realidad sea posible. Me recuerda un poco a la doble solución de las fórmulas de raíces cuadradas: una con signo + y otra con signo -.¿Acaso en ciertos problemas de Física no se “desprecia” una de las soluciones (generalmente la de signo -) porque las magnitudes a calcular carecen de sentido con signo -).

  8. NeoFronteras:

    Estimado plv:
    Básicamente las ecuaciones de la Física son simétricas respecto al tiempo y con ellas se puede ir hacia adelante o hacia atrás en el tiempo. La flecha del tiempo parece estar relacionada con la entropía o con la expansión cósmica, que dan una dirección privilegiada que va del pasado al futuro.

  9. tomás:

    Muy estimados Neo y pvl: Cuando dices y se dice que viajamos hacia el futuro a 1 s/s, no se esta profundizando en el tema. Eso sólo significa que estamos en un “eterno” presente. Viajar sería plantarnos -por ejemplo- en el año 2050 en un segundo. Lo que me estás diciendo con 1 s/s es que la manecilla de tu reloj, o la del reloj atómico para el cálculo del UT, se ha movido 1 s durante ese mismo movimiento medido por el mismo reloj.
    Lamento o estar de acuerdo con el Sr. Kip de dejar ese tema para la filosofía. Ella no lo va a poder resolver. Si estamos en ciencia, las dimensiones han de tener una base empírica. Todo el mundo aceptó hasta hace no tanto el espacio euclídeo como único posible, hasta que se cuestionó. Mi problema es que no sé por donde hincarle el diente al tremendo desafío pero, al menos me permito dudar y, hasta ahora explicarme los hechos sin el tiempo. No me ha fallado ni una sola vez y -sabes que te lo digo con toda seriedad- te invito encarecidamente a que me expongas un hecho y espero poder enviarte una interpretación atemporal.
    Un cordial saludo.

  10. tomás:

    Estimado pvl: Perdona por haberte incluido en el inicio del anterior comentario, pero es que pensaba dirigirme a ti junto a Neo. Luego he pensado hacerlo por separado, pero no he rectificado.
    En aquellos lejanos tiempos de la primera juventud, me costó mucho admitir que las raíces de una ecuación pudieran ser varias. No sé si afirmas que una de 2º grado “solo” puede tener una positiva y otra negativa. Si así fuera, que no lo creo, verás que esta tiene dos soluciones positivas y enteras: x^2 – 20x + 91 = 0. Son 13 y 7. Se pueden encontrar cuantas quieras bastando que los coeficientes cumplan ciertas condiciones sencillas.
    Pero lo relevante de tu aportación está en que debemos utilizar las matemáticas como una herramienta, a mi entender, que es tan modesto como el tuyo, no como la base de ninguna teoría científica, salvo las de su propio campo. Otra cosa es que nos inicien en una pista, en una sospecha de que las cosas puedan ser de una u otra manera, pero la constatación ha de ser empírica. Un caso relevante son las matrices de la MC que al poder operar con productos no conmutativos, dieron consistencia física a la probabilidad. También la teoría de cuerdas, por lo poco que sé de ella, quiere partir de fórmulas para interpretar la realidad. Puede que tenga éxito o no, lo que deberá ser corroborado por una demostración no matemática, o no sólo matemática. Pero quizá se me corrija, lo que siempre aceptaré como un problema que he de resolver.
    Un sincero saludo.

  11. pvl:

    Estimados Neo y Tomas: mi reflexión resumida es la siguiente: las soluciones matemáticas a la raíz cuadrada de 4 es, evidentemente, +2 y -2. Hasta ahí ningún problema. Supongamos ahora que esa raíz cuadrada de 4 es la solución a un problema de Física en el que estoy tratando de hallar la “masa” de algo. Lo que hace la física es “despreciar” la solución -2, ya que no existe ( o no conocemos) masa negativa y quedarse por tanto con la solución, en este ejemplo, de que la masa=+2. Me pregunto por que no hacer lo mismo con el tiempo, si la hipótesis de viaje hacia el pasado conduce a paradojas irresolubles.
    Por último: el viaje hacia el futuro si entendemos por tal lo que le pasa a un reloj (o a su portador) que se mueve a velocidad relativista respecto a otro “fijo”: en la relativista situación (que no paradoja) del gemelo que se mueve a velocidad relativista y que cuando regresa a la Tierra encuentra a su gemelo que se quedó en nuestro planeta mucho más envejecido (o muerto hace mucho tiempo dependiendo de la velocidad del viajero).

  12. Patricio López:

    La mecánica cuántica está alcanzando niveles de complejidad que me hacen absolutamente imposible entender lo que plantean los científicos. En todo caso, coincido con pvl: la idea que cualquier cosa (materia o información) pueda viajar al pasado me resulta tan contraintuitiva que explorarla porque las matemáticas lo dan como posible me parece de sumo ocio.

  13. Teaius:

    No lo entiendo, dice que no violaría ninguna ley de la física, pero la aparición repentina antes de la colisión de los subproductos de desintegración de los singletes ¿no constituiría una violación de la conservación de la energía? al menos temporalmente hasta que el singlete producido en la colisión “desapareciera en el tiempo”

  14. E:

    Yo entiendo que en el caso de que se pueda viajar al pasado (olvidémonos por un momento de las paradojas), eso supone que el pasado y el presente conviven en algún tipo de espacio, es decir, que se les puede asignar unas coordenadas, e ir desde el presente a un pasado sería cambiar tus coordenadas.
    Si esto es así, en mi opinión sólo se darían las paradojas si consideramos que el presente sigue estando relacionado con el pasado. Así, si tu matas a tu abuelo, en tu presente dejas de existir.
    Pero no veo por qué motivo debe existir esta relación, podría ser que realmente no lo estén. Vas al pasado, matas a tu abuelo, pero tu presente sigue siendo el mismo, y el “presente” de tu abuelo ya muerto (ya no tiene las mismas coordenadas a las que has viajado) seguiría desarrollándose pero hacia un camino distinto puesto que ya no nacerá uno de tus padres, con lo que tendríamos un futuro alternativo (mundos paralelos o como se quiera llamar)

    Sería algo así como las partidas guardadas de un juego. Comienzas con él y en un momento dado guardas la partida con el nombre A y sigues jugando. Más adelante vuelves a guardarla con otro nombre B (la A sigue estando guardada), y te apetece ir al momento en que la guardaste por primera vez, a la partida A, en otra ventana distinta, mientras al mismo tiempo sigues con la B. En la A Cambias tu estrategia, con lo que tu partida A empieza a ir por otro camino distinto al de la vez anterior. Sin embargo esto no influye sobre la partida B, sigue siendo la que es. Si mueres en la partida A, la B se sigue desarrollando de manera independiente. Con esto lo que has obtenido son dos futuros de la partida A.

  15. lluís:

    El físico Carlo Rovelli,es un defensor de un Universo atemporal.Fijándose en la ecuación de de Wheeler-Deweet,uno se encuentra con que simplemente el tiempo desaparece, dijo Rovelli, y a continuación añadió que es probable que la mejor forma de pensar en la realidad cuántica sea abandonando la noción de tiempo, ya que la descripción fundamental del universo debería ser atemporal.Desde luego las ecuaciones de la Física son reversibles, y lo único que hay es evolución temporal de los sistemas (pero esto no es el tiempo, no es un observable).Claro que la expansión del Universo nos dá una “flecha del tiempo”, por eso mismo cabe pensar que el tiempo más bien podría ser, de ser algo real, una propiedad del mundo macroscópico, algo que surge solo para las cosas grandes. algo que exista por encima de la escala de Planck.Quizás el tiempo sea un concepto aproximado que solo surge a grandes escalas, como sucederia con el concepto de “superficie del agua”.Este concepto pierde sentido a nivel átomico, y si lo tiene-sentido-sólo sería a nivel macro…Después de todo los fotones no “ven” el tiempo.Nosotros sí, cuando les observamos a ellos.

  16. Nemo:

    ¿Qué se supone que es una paradoja? ¿Dónde se produciría ese fenómeno sino en nuestra cabeza? Y, suponiendo que tras el fin de semana de algún turista de borrachera en el cretácico despertásemos un lunes desnudos debajo de un árbol, ¿alguien puede pensar remotamente que tendremos el más mínimo recuerdo de nuestra agenda? Toda esta historia de viajes al pasado y discusiones con abuelas no es ni filosofía, sólo literatura victoriana.

  17. NeoFronteras:

    Estimado Nemo:
    La idea del abuelo es la forma tradicional de explicar este tipo de paradojas a nivel divulgativo. En este caso basta un detector que al recibir la partícula viajera desactive el acelerador. No hacen falta abuelos, ni humanos, y la paradoja se produce fácil e igualmente.
    El establecimiento de una paradoja indica que alguna de las premisas de partida es falsa. Así al menos se ha usado en Matemáticas. Las paradojas han hecho avanzar esta ciencia, incluso para el conjunto de los barberos que no se afeitan a sí mismos (sean cretenses o no). Se han utilizado mucho menos en Física.
    Por tanto, esto de las paradojas va más allá de un esquema mental o una limitación cultural.
    Sobre literatura victoriana mejor no hablar por aquí porque no es un tema científico, quizás se refiera a H. G. Wells (y su máquina del tiempo) que es considerado un autor victoriano. Aunque si hacemos caso a Oscar Wilde (otro autor victoriano) cuando dijo que eso de “Consistency is the last refuge of the unimaginative.” esto de las paradojas quizás no nos debiera de preocupar.
    El caso es que si un diálogo o conversación no alcanza el nivel suficiente quizás los interlocutores deban de esforzar un poquito más. Esto sin menospreciar las contribuciones tan magníficas que se hacen por aquí.

  18. Nemo:

    Estimado Neo:
    Lamento el tono de mi anterior intervención. Releído en frío puede dar una impresión equivocada, pues aprecio el nivel de todas las intervenciones sobre esta y otras cuestiones. Estoy de acuerdo con que las paradojas indican un error o inconsistencia de las premisas, también en física. El caso de la velocidad constante de la luz y la relatividad especial me parece un ejemplo de ello. Ya he explicado en una ocasión anterior que pienso, análogamente, que las supuestas paradojas causales provocadas por viajes temporales son resultado de partir de un hilo narrativo supuestamente verosímil -de ahí la referencia a la literatura- y traducirlo a una secuencia física, con la unicidad de la realidad como víctima colateral. La experiencia nos enseña todo lo contrario. Decir que “basta un detector que al recibir la partícula desactive el acelerador” me tienta a proponer una apuesta sustanciosa. También bastaba un detector (aun actuando sobre partículas entrelazadas, sin “tocar” las que pasaban por la doble rendija o el semiespejo, para atrapar a la naturaleza en una contradicción.

  19. tomás:

    Estimado E: Me refiero a tu 14. La idea es buena, pero el problema está en demostrar la realidad de alguna dimensión extra.
    Sin embargo me gustaría considerar esta situación: Cuando “se viaja al pasado” y la escena se remonta a un necesario antecesor del viajero, se infiere que ha habido un viaje en el tiempo. Pero no sé si reparas en un imposible: El pasado-1 se diferencia del pasado-2 en que en este está la nave y el viajero,lo que lo diferencia del pasado-1. Supongo que esto ya lo habrán pensado otros, pero el resultado es que no hemos viajado al pasado-1.
    Aquí podrías meter tu dimensión extra, pero ni el viaje se ha podido hacer, ni la dimensión extra observar.
    Un cordial saludo.

  20. tomás:

    Estimado Teaius, por tu 13: Si prescindes del tiempo, no hay violación alguna.
    Un saludo.

  21. tomás:

    Amigo lluís: Me alegro muchísimo de volver a dialogar contigo. Relacionas, como Neo, la flecha del tiempo con la expansión del Universo. Hawking escribió sobre un tiempo con la flecha invertida en un posible Big Crunch, creo que con seres descarnados naciendo de las tumbas y muriendo en el seno materno con la fecundación del óvulo. También suele relacionarse con la entropía. Pero, en mi opinión y en ambos casos el tiempo, en los acercamientos de cúmulos lejanos -lo que impide, supongo, comprobación alguna- o en las disminuciones locales de entropía (más que compensadas por su aumento en otros lugares), que estas sí están a nuestro alcance, debería ir la flecha, sólo localmente, en sentido contrario. Pero no es así. A un albañil no le atrasa el reloj cuando está dentro del edificio que construye. Si así fuera, se quejarían los sindicatos, lo que sería una prueba tan evidente como la del reloj de pulsera que les haría más larga la jornada respecto a sus compañeros del exterior.
    Me dirás que la entropía es una magnitud que crece a escala total, pero también lo es la dirección de la flecha del tiempo. Si una puede decrecer localmente, ¿por qué no la otra?
    Un abrazo.

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