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Universos y Multiverso 8 - por Daniel Aníbal Galatro



¡Hola! Octavo encuentro para reflexionar acerca de todo. Porque todo está incluido en el Multiverso, y hasta, si nos ponemos conservadores, en un único Universo cuya existencia que no discutimos.

Hoy son muchos los invitados que convoqué para hablar acerca del tiempo. Tantos que les sugerí telepáticamente que enviaran sus ideas a un intermediario y lo hicieron amablemente. El tema puntual que abordaremos será "por qué el tiempo siempre lo consideramos hacia adelante y decimos que nunca puede retroceder". Con esto estamos dando por sentado que existen un adelante y un atrás, lo que realmente no podemos justificar más que con la lógica (las causas siempre estarán antes de las consecuencias) que se expresa en la Física con el segundo principio de la Termodinámica. Pero...

Para el vulgo, la gente común, los no académicos, el tiempo puede crearse (hay gente "haciendo tiempo" en cualquier estación de trenes, por ejemplo) y puede "perderse" (también por ejemplo, leyendo estos artículos, según mis críticos más acérrimos). Pero hoy nos vamos a meter por borgianos senderos que se bifurcan en busca de alguna cuasi-verdad nueva o menos conocida.

Ian O'Neill ha publicado apenas ayer su nota:
( http://news.discovery.com/space/time-always-marches-forward-why-141202.htm?utm_source=facebook.com&utm_medium=social&utm_campaign=DiscoveryChannel)

Y nos permite colocar algunas piedras más sobre las que vamos a intentar caminar para atravesar a pie el lago bíblico que hoy está pleno de tiempo, ya que no de agua.

Recuerda que el novelista Ray Cummings escribió en un relato de ciencia ficción algo así como "el tiempo es el que nos protege de que las cosas puedan volver a suceder". Pero, ¿cómo lo hace?

Nos han enseñado a trazar "la flecha del tiempo" pero por estos días esa gráfica está sujeta a diversas críticas. Se acepta que su avance es inexorable pero se discute que lo haga a una velocidad constante.

Una llamada "hipótesis del pasado" da por sentado que cualquier sistema comienza con un estado de baja entropía y luego esa entropía va creciendo. El "pasado" está entonces relacionado con la baja entropía y el "futuro" con la alta entropía.

http://plato.stanford.edu/entries/time-thermo/#1

Como creo haber ya discutido en alguna nota anterior, la entropía es "desorden", y cualquier ama de casa sabe que consume mucho de su energía ordenar las cosas pero éstas se desordenan espontáneamente. Más científicamente, la entropía aumenta fácilmente cuando se desea llenar de gas una habitación o cuando se deja derretir un cubo de hielo a más de 0°C.

¿Qué tiene todo esto que ver con el o los Universos que venimos analizando?

Se presume que el Big Bang se produjo en un estado de mínima entropía. Luego se ha ido expandiendo y enfriando a medida que aumentaba esa entropía.

Pero parece que hay quienes opinan que todo no fue tan sencillo. Mientras el universo maduraba y se enfriaba aparecían los efectos de la gravedad y hacían que ese universo fuera más ordenado y más complejo. Las nubes de gas mantenían bajas la temperaturas y se formaban estrellas y planetas. Y en una escala absoluta ya no podía hablarse de un desorden creciente que marcaba un "pasado", un "presente" y un "futuro" tan relacionados con la entropía.

A esta altura podemos decir, con Flavio Mercati, que depende de cómo midamos la entropía.

La entropía es una magnitud física cuyas dimensiones (por ejemplo energía y temperatura) deben ser referidas a un marco de referencia externo con el que puedan ser comparadas. Esto puede lograrse para analizar subsistemas del universo porque el resto del mismo es "todo el Universo", con lo que no hay "marcos de referencia externos" con los que comparar. ¿Se comprende la idea?

Si entonces no podemos usar la entropía para determinar el avance del tiempo, con un pasado y un futuro estimados en función de esa magnitud, ¿qué es lo que impulsa hacia "adelante" al tiempo universal?

En caso de que todo no fuera realmente de más ordenado a menos ordenado, ¿podríamos decir que va de más simple a más complejo?

La complejidad es una cantidad sin dimensiones que básicamente define un estado en el cual, a medida que el tiempo pasa, se produce un aumento de estructuración del universo. Según Mercati, "la responsable es la gravedad y su tendencia a crear orden y estructura (complejidad) a partir del caos".

Este investigador y sus colegas crearon modelos computados básicos que acumulaban partículas en un universo "de juguete". Y encontraron que, no importando cuál simulación se ejecutara, la complejidad del universo siempre aumentaba, y nunca disminuía con el tiempo.

Entonces parecen haber demostrado que a partir del Big Bang el universo comenzó en su estado de menor complejidad. Lugo, se enfrió a un estado en que comenzó a notarse la gravedad, se formaron las estrellas y de desarrollaron las galaxias. A partir de entonces el universo se hizo inexorablemente más complejo y todo fue porque la gravedad se convirtió en la fuerza conductora de su aumento de complejidad.

Cada solución del modelo gravitacional "de juguete" que estudiaron tenía la propiedad de contener en algún lugar de su centro un estado homogéneo, caótico y desestructurado que se parecía mucho al "plasma" que constituía el universo al momento de crearse el "fondo cósmico de microondas". Entonces en ambas direcciones del tiempo la gravedad aumentaba la inhomogeneidades y creaba un gran cantidad de estructura y orden en forma irreversible.

Mientras el universo madura, los subsistemas se aíslan lo suficiente como para que otras fuerzas establezcan las condiciones que permiten que la "flecha del tiempo" domine en subsistemas de baja entropía. En estos subsistemas, como ocurre cotidianamente en la Tierra, la entropía puede desarrollarse creando una "flecha termodinámica del tiempo". Nuestra percepción del tiempo a escala universal es guiada por el continuo crecimiento de la complejidad, pero a nivel de los subsistemas, domina la entropía.

http://perimeterinstitute.ca/news/how-time-flies-tracking-arrow-time

Interesantes nuevas ideas se suman a las tradicionales respecto de qué marca el paso del tiempo en la vida del universo. Hoy no hemos puesto en duda la existencia del tiempo, del pasado, del presente y del futuro. Solamente hemos traído a estas reuniones la idea de que el tema puede no ser totalmente termodinámico, es decir, teniendo como medida la entropía, sino que aparece la gravedad como un factor que muestra cómo, en un subsistema, los conceptos se invierten. Y eso va a tener mucho que ver con la aparición de la vida, por ejemplo. En un universo en el que todo se desordena, tus moléculas se ordenaron para formar células, tejidos, órganos, aparatos y sistemas.
Seguramente volveremos sobre estas cuestiones, en busca de posibles universos desconocidos.

Hasta la próxima.

Daniel Aníbal Galatro
danielgalatro@gmail.com
Diciembre 3 de 2014
Esquel - Chubut - Argentina

Al índice:
http://complejoculturalgalatro.blogspot.com.ar/2014/11/universos-y-multiverso-indice-por.html

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