¿Existe el tiempo si no hay nadie para medirlo?
¿Qué es el tiempo?
El concepto actual del tiempo proviene de los campos más avanzados de la astronomía y la física, pero su verdadera naturaleza permanece como un misterio. El tiempo no sólo rige las actividades del hombre sino su ser mismo, pues todo lo que experimenta en su vida sucede en el transcurrir de esta abstracción. De hecho, no hay nada en el mundo conocido que no experimente los cambios que el tiempo trae consigo. Se dice que "el tiempo es implacable" porque nunca deja fluir y todo lo que existe está sometido a su efecto. Todos nos vemos afectados por el tiempo y, sin embargo, es tan difícil de definir.
Todos sabemos que el tiempo se percibe de manera subjetiva, por ejemplo es muy distinto pasar un minuto bajo el agua que estar un minuto jugando con los amigos. El tiempo también se percibe a partir de los cambios manifestados en los objetos animados e inanimados. La observación del mundo externo permite advertir la sucesión de numerosos acontecimientos, algunos de tipo astronómico, como la salida y puesta del Sol, la sucesión de las estaciones, y otros como las posiciones sucesivas que adopta un cuerpo en su caída, un péndulo que oscila, o los cambios biológicos de los seres vivos.
Pero, ¿Cuándo se originó el tiempo?. Hace unos 15 mil millones de años sucedió un fenómeno cósmico llamado Big Bang o "gran estallido" que dio origen, en ese preciso instante, al Universo. En menos de un segundo, se creó toda la materia, energía, espacio y tiempo. Con esta explosión primordial, en donde nubes de gas se condensaron y, al correr de miles de años, se crearon millones de galaxias de estrellas, se echó a andar una fuerza motriz inicial que hasta hoy hace que el Universo se expanda y se expanda, y se expanda.
Hay una teoría que pronostica que llegará un momento en que la mutua gravitación de las galaxias que se alejan reducirá la expansión del Universo, la frenará y, finalmente, la invertirá. Entonces, el Universo comenzará a contraerse hasta que, después de miles de millones de años, se concentrará toda la materia y energía cósmica en un grano de arena y el tiempo terminará... hasta que, nuevamente, suceda otro "gran estallido". Esta teoría implica que el estallido que marca el principio de "nuestro" universo fue también el que puso fin a uno anterior; y el fin de nuestro universo será, a su vez, el comienzo de otro. Así, el final del tiempo es igualmente su principio, en un ciclo que se repite infinitamente.
Sin embargo, a pesar de todos los conocimientos astronómicos que se tienen hay una pregunta que aún no pueden responder los científicos: ¿qué había antes de la existencia del Universo y el tiempo? ¿la nada?.
Los "agujeros negros" son otro de los fenómenos que han intrigado a los astrónomos y han inspirado toda una serie de historias de ficción. Un "agujero negro" es un Sol gigante que agotó su combustible termonuclear, se volvió inestable y se colapsó hacia el interior de sí mismo. El peso de la materia que absorbe de todas direcciones comprime a la estrella que muere a tal punto que casi alcanza el volumen cero y una densidad infinita. La velocidad necesaria para que la materia escape de la fuerza gravitacional de un agujero negro tendría que ser mayor a la velocidad de la luz, por lo que nada -ni materia, ni radiación, ni luz- pueden escapar a ser absorbidos por un agujero negro. Nadie sabe qué hay del otro lado de un "hoyo negro" pero se cree que pueden ser pasadizos que comunican distintos espacios o tiempos del Universo.
La reflexión humana sobre el tiempo se remonta a Platón y aún no ha concluido. Primero nos vimos atrapados en la rueda del destino, luego protagonistas de la historia, más tarde como los arqueros del universo y finalmente como parte de los procesos irreversibles de la naturaleza. De esta especulación hemos aprendido que el tiempo es una cultura que evoluciona con nuestros conocimientos.
Antes del uso del lenguaje, suponemos que nuestra especie, si bien percibe con exactitud el entorno, al mismo tiempo ostenta una forma de conciencia sin forma ni definición. Son los preludios de nuestra más elemental cultura.
El uso del lenguaje nos saca de nosotros mismos y enmarca nuestra experiencia dentro del mundo común de los objetos, de los actos y de las demás personas. El lenguaje es el que altera las circunstancias de la percepción, ordena los datos de la experiencia, los codifica y cimientauna específica concepción del mundo.
Es así como el homo sapiens construye su primer marco de referencia y supera el autismo inicial, ese estado de conciencia difusa que caracteriza, supuestamente, sus primeros momentos como especie.
Entendemos que es así como se introduce en nuestra cultura la noción del tiempo, si bien desde nuestros más remotos antepasados hasta nuestros días, la idea del tiempo ha evolucionado de manera significativa.
Las unidades de tiempo más corrientes, como las diferentes épocas del año, o el día y la noche, contribuyen a introducir en la cultura de nuestros antepasados la mentalidad cíclica asociada a tales fenómenos. Un ciclo sigue al otro en un proceso infinito, cada época no es sino una parte del todo.
Para esta mentalidad cíclica, repetitiva, sin ilusión ni creatividad, el tiempo humano es tan exacto como el del entorno, sin opción a variaciones deliberadas. Todo se considera condicionado por el destino.
Desde estos primeros momentos, la cultura del tiempo combina los elementos objetivo y subjetivo, así como la dimensión de eternidad, en un conjunto de ideas integradoras en las que se entremezclan los ciclos del entorno, las percepciones temporales de cada persona y la noción de que el tiempo se opone a eternidad
.
Tiempo y movimiento
La relación entre tiempo y movimiento la señala por vez primera Aristóteles, cuando establece: el tiempo es el número (la medida) del movimiento según el antes y el después. El ser que mide es, para Aristóteles, la conciencia interna del tiempo. Sin embargo, no llega a explicar qué es lo que señala el antes y el después, como advierte Prigogine.
Aunque algunos pensadores de la Antigüedad, como Estratón, consideran que el tiempo es una realidad completa en sí misma, otros, como Aristóteles, prefieren concebirlo más bien como una relación, aunque sin llegar a definirlo como exclusivamente subjetivo.
En cualquier caso, la primera noche de esta reflexión humana, que se prolonga hasta San Agustín, considera que el tiempo es desde siempre una gran paradoja: parte del tiempo es pasado y ya no existe, y la otra parte es futuro y no existe todavía, reflexiona Aristóteles. San Agustín enfatiza la percepción subjetiva: el alma y no los cuerpos es la verdadera medida del tiempo.
El tiempo lineal
Un salto esencial en la interpretación del tiempo se produce gracias a los profetas del judaísmo, que rompen con la idea del eterno retorno y rechazan la noción de destino implantada por los griegos. Esta visión del mundo, sobre la que se construye más adelante la concepción cristiana, realza el valor del futuro e introduce la esperanza como referencia de la evolución humana.
La persona ya no es considerada prisionera de los ciclos y de la fatalidad, sino que se encuentra en peregrinación hacia el futuro y espera con intensidad el próximo cambio del mundo. Es la idea del tiempo lineal, que se contrapone a la idea del tiempo cíclico.
El cambio de mentalidad que introduce el tiempo lineal es considerable: no sólo integra la esperanza en la cultura de la especie, sino que al mismo tiempo la hace subversiva. El mundo está inacabado y debemos perfeccionarlo.
Tiempo continuo
El denominador común es la descripción del tiempo como algo continuo, ilimitado, de una sola dirección y dimensión, homogéneo y fluyendo siempre del mismo modo.
Newton profundiza en esta descripción y establece el tiempo como algo absoluto, verdadero y matemático, que transcurre uniformemente. Descarta el factor subjetivo e introduce la medición matemática del tiempo con ayuda de relojes. Para Newton el tiempo es sólo una magnitud, una unidad de medida, puesto que en un mundo en movimiento no hay lugar para el presente.
La visión newtoniana recupera el determinismo de los primeros momentos porque considera que la historia cósmica está ya escrita: podemos saber en qué momento ocurrirá el próximo eclipse o el paso del siguiente cometa. Es la época de la transparencia perfecta, el tiempo se inscribe en el espacio, el pasado y el futuro están escritos en el instante presente para el que sepa leerlos.
El tiempo cuántico
Una nueva y significativa ruptura en la concepción del tiempo se produce en la primera mitad del siglo XX, cuando la teoría de la Relatividad Especial de Einstein establece la unión del tiempo y el espacio en un nuevo concepto que evoca a Aristóteles. Hace 2.200 años, Aristóteles afirmó que el tiempo tiene que ser movimiento, uniendo así dos conceptos relacionados entre sí pero que se nos presentaban separados, diferentes.
Einstein establece una revolución conceptual parecida cuando señala que el tiempo es la cuarta dimensión de la realidad. Los objetos no sólo tienen longitud, altura y profundidad, sino que además están inmersos en un proceso temporal inevitable que tiene tanta importancia como las otras tres dimensiones físicas.
Bertrand Russell lo explica así: espacio y tiempo no son independientes, como tampoco lo son las tres dimensiones del espacio. Seguimos necesitando las cuatro dimensiones para determinar la posición de un hecho... (pues) no existe el mismo tiempo para diferentes observadores.
Espacio-tiempo
La gran trascendencia de la aportación de Einstein radica en la unificación que realiza de conceptos básicos aplicados a la realidad: no sólo establece que la materia es simultáneamente onda y partícula, sino que el tiempo y el espacio son también facetas diferentes de un todo cuatridimensional que es el llamado espacio-tiempo.
Algunos físicos consideran incluso al espacio-tiempo como la matriz de toda la realidad. De hecho, el espacio y el tiempo aparecieron simultáneamente en la evolución del Universo.
La física actual se plantea además que el tiempo puede estar formado por partículas elementales que, al igual que los objetos materiales, percibimos como algo continuo y fluyente a nivel macrofísico (es decir, en la vida cotidiana), pero que, a nivel microfísico (que sólo podemos percibir en el laboratorio), es granulado (está formado por partículas) e irregular (porque tiene periodos de diferentes proporciones). Si esto es así, la misma dualidad onda-partícula aplicable a la luz, valdría también para el tiempo.
El tiempo como ilusión
Wartofsky advierte que nuestra imagen actual del espacio y del tiempo ha sido creada por la ciencia, y que las concepciones del espacio y el tiempo no están siempre de acuerdo con las simples verdades espacio temporales que tomamos como inevitables y necesarias.
Conviene tenerlo en cuenta porque para Einstein la distinción entre pasado, presente y futuro es sólo una ilusión, por persistente que ésta sea. Esta afirmación choca con el sentido común, que nos indica que el tiempo es tan real como la materia y el espacio.
Sin embargo, el sentido común es un término relativo, que indica solamente el sentido común que prevalece en un período determinado del desarrollo conceptual. Desde esta perspectiva, el sentido común es sólo el conocimiento adquirido por la especie que ha resultado útil en determinados períodos históricos, pero no necesariamente sinónimo de verdad. ¿Es el tiempo una cultura, una ilusión de la especie?
Dos presentes
Aceptar que el espacio y el tiempo forman una única realidad supone no sólo convertir a ambos en fenómenos físicos, sino también revisar la noción de simultaneidad. Hasta Newton se pensaba que existía un presente universal: dos acontecimientos pueden ocurrir al mismo tiempo en dos lugares diferentes.
Sin embargo, la Teoría de la Relatividad establece que no existe ningún momento que tenga validez universal: dos acontecimientos pueden ocurrir simultáneamente para un observador, pero otro observador que se mueva respecto al primero de ellos percibirá esos dos acontecimientos sucesivamente, no al mismo tiempo.
Es decir, aunque en la vida cotidiana, donde las distancias y las velocidades son demasiado pequeñas para apreciar la Relatividad, no ocurren estas cosas, sin embargo acontecimientos que tienen lugar en lugares muy alejados entre sí pueden estar en el pasado para un observador y en el futuro para otro. Bertrand Russel afirma al respecto que el orden-tiempo de los acontecimientos depende en parte del observador.
En consecuencia, el concepto de presente es una cuestión meramente personal y sólo tiene significado para el marco de referencia en el que se encuentra el observador, explica Davies. Y añade: siendo esto así resulta insensato dividir ordenadamente el tiempo en pasado, presente y futuro.
Arqueros del Universo
La estructuración de los acontecimientos en pasado, presente y futuro no deja de ser una construcción mental sin ningún significado para las ciencias naturales, lo que explica la ilusión a la que se refería Einstein.
El mundo no sucede, simplemente existe, dice el matemático Herman Weyl. La flecha del tiempo la ponemos nosotros. Somos los arqueros que permiten que el Universo tenga una historia con pasado, presente y futuro.
Un nuevo elemento desconcertante porque, a pesar de su carácter ilusorio, la direccionalidad del tiempo impregna todo el Universo y es la que establece el principio básico de causalidad, origen de cada uno de nosotros.
Casi todos los físicos están convencidos de que la causalidad es una ley inviolable de la naturaleza, pero a decir verdad carecen de una demostración que así lo pruebe, advierte Gribbin. Y añade: no existe en realidad nada en las leyes de la física que exija que la causalidad sea verdadera... La ley de causalidad no es más que la concepción vulgar del tiempo expresada en jerga científica.
Nuestra magnitud respecto al Universo guarda así una estrecha relación con nuestra capacidad de interactuación con él: según la Relatividad nosotros somos el tiempo del Universo.
El tiempo creativo
Ya no podemos pensar, con Einstein, que el tiempo irreversible es una ilusión, sentencia sin embargo Ilya Prigogine. Para mí -añade- el hombre forma parte de esta corriente de irreversibilidad que es uno de los elementos esenciales, constitutivos, del universo.
Premio Nobel de Química en 1977 por su contribución al estudio de los procesos irreversibles y de la termodinámica de los sistemas complejos, Prigogine añade a la teoría clásica, relativista y cuántica la así llamada física de los procesos alejados del equilibrio. Ha podido establecer que en condiciones alejadas del equilibrio, la materia es capaz de apreciar diferencias en su entorno y de reaccionar con grandes efectos a pequeñas fluctuaciones.
Toda la teoría de Prigogine se basa en la termodinámica, una ciencia matemáticamente rigurosa iniciada en 1811 por Jean Joseph Fourier y basada en el tratamiento teórico de la propagación del calor en los sólidos. Esta ciencia añade otro componente universal a la física, además de la gravitación: el calor. Para Prigogine, las grandes líneas de la historia del universo están hechas de una dialéctica entre la gravitación y la termodinámica.
La termodinámica se basa en tres principios básicos: el de conservación (que no es sino una generalización del principio de conservación de la energía conocida en mecánica), el principio de evolución (también conocido como segundo principio de la termodinámica) y el principio de Nernst-Planck.
Tres principios
En sus comienzos, la termodinámica se centra en los procesos de equilibrio y descuida los procesos irreversibles típicos de las situaciones alejadas del equilibrio. Sin embargo, es sobre estos procesos, a partir de los cuales se formula el segundo principio de la termodinámica, que Prigogine fija su atención: revolucionan de tal forma el conocimiento del mundo que trascienden con mucho la teoría relativista y cuántica sobre la que se cimienta el pensamiento científico del siglo XX.
El segundo principio de la termodinámica es la ley del crecimiento irreversible de la entropía (desorden), formulada por Rudolf Clausius en 1865. La entropía de un sistema aislado aumenta con el tiempo, explica Penrose: un sistema aislado (por ejemplo un gas) que ha sufrido una evolución, no retorna espontáneamente a su estado inicial, sino que amplifica sus fluctuaciones. Esta amplificación de las fluctuaciones provoca a su vez una situación nueva y una serie de nuevas posibilidades de evolución.
Para la nueva ciencia del calor, los sistemas disipan energía, son irreversibles y evolucionan hacia el desorden. La evidencia que se desprende de la termodinámica es que, lejos del equilibrio, la materia desarrolla nuevas propiedades: sensibilidad a influencias del entorno, posibilidad de estados múltiples, historicidad de las elecciones adoptadas por los sistemas (se crean nuevos estados irreversibles).
Fenómenos irreversibles
Una de las consecuencias de la termodinámica es que el tiempo no puede ser subjetivo, como sugiere la física de partículas. Según la física del calor, la irreversibilidad es la base de la mecánica cuántica, de la mecánica clásica y de la relatividad, por lo que ya no podemos considerar el tiempo como una aproximación: la relatividad general no da sentido a la irreversibilidad y no puede explicar la gigantesca producción de entropía que caracterizó el nacimiento de nuestro universo.
Los fenómenos irreversibles que se aprecian en los sistemas alejados del equilibrio conducen a nuevas estructuras materiales que perduran y evolucionan hacia nuevos estados, lo que lleva a Prigogine a afirmar que ya no nos está permitido creer que somos los responsables de la aparición de la perspectiva del antes y del después.
De la termodinámica se desprende que, a niveles macroscópicos, la materia sometida a calor es inestable, fluctúa y engendra nuevos estados. A diferencia de lo que ocurre con la física cuántica, estos procesos metamórficos ocurren al margen de que sean observados o no, son inevitables e imprevisibles y pueden desarrollarse de una forma totalmente incontrolada.
Aunque la estructura subatómica de la materia sea paradójica porque no sigue las leyes físicas conocidas, a niveles macroscópicos la materia se transforma por efecto del calor y sintoniza con el orden espacio-temporal humano. Para Prigogine, este orden macroscópico otorga objetividad al mundo físico y disuelve las paradojas que se observan en el mundo cuántico, considerado como una especie de mundo alejado de los procesos de observación.
¿Qué es el tiempo?
El concepto actual del tiempo proviene de los campos más avanzados de la astronomía y la física, pero su verdadera naturaleza permanece como un misterio. El tiempo no sólo rige las actividades del hombre sino su ser mismo, pues todo lo que experimenta en su vida sucede en el transcurrir de esta abstracción. De hecho, no hay nada en el mundo conocido que no experimente los cambios que el tiempo trae consigo. Se dice que "el tiempo es implacable" porque nunca deja fluir y todo lo que existe está sometido a su efecto. Todos nos vemos afectados por el tiempo y, sin embargo, es tan difícil de definir.
Todos sabemos que el tiempo se percibe de manera subjetiva, por ejemplo es muy distinto pasar un minuto bajo el agua que estar un minuto jugando con los amigos. El tiempo también se percibe a partir de los cambios manifestados en los objetos animados e inanimados. La observación del mundo externo permite advertir la sucesión de numerosos acontecimientos, algunos de tipo astronómico, como la salida y puesta del Sol, la sucesión de las estaciones, y otros como las posiciones sucesivas que adopta un cuerpo en su caída, un péndulo que oscila, o los cambios biológicos de los seres vivos.
Pero, ¿Cuándo se originó el tiempo?. Hace unos 15 mil millones de años sucedió un fenómeno cósmico llamado Big Bang o "gran estallido" que dio origen, en ese preciso instante, al Universo. En menos de un segundo, se creó toda la materia, energía, espacio y tiempo. Con esta explosión primordial, en donde nubes de gas se condensaron y, al correr de miles de años, se crearon millones de galaxias de estrellas, se echó a andar una fuerza motriz inicial que hasta hoy hace que el Universo se expanda y se expanda, y se expanda.
Hay una teoría que pronostica que llegará un momento en que la mutua gravitación de las galaxias que se alejan reducirá la expansión del Universo, la frenará y, finalmente, la invertirá. Entonces, el Universo comenzará a contraerse hasta que, después de miles de millones de años, se concentrará toda la materia y energía cósmica en un grano de arena y el tiempo terminará... hasta que, nuevamente, suceda otro "gran estallido". Esta teoría implica que el estallido que marca el principio de "nuestro" universo fue también el que puso fin a uno anterior; y el fin de nuestro universo será, a su vez, el comienzo de otro. Así, el final del tiempo es igualmente su principio, en un ciclo que se repite infinitamente.
Sin embargo, a pesar de todos los conocimientos astronómicos que se tienen hay una pregunta que aún no pueden responder los científicos: ¿qué había antes de la existencia del Universo y el tiempo? ¿la nada?.
Los "agujeros negros" son otro de los fenómenos que han intrigado a los astrónomos y han inspirado toda una serie de historias de ficción. Un "agujero negro" es un Sol gigante que agotó su combustible termonuclear, se volvió inestable y se colapsó hacia el interior de sí mismo. El peso de la materia que absorbe de todas direcciones comprime a la estrella que muere a tal punto que casi alcanza el volumen cero y una densidad infinita. La velocidad necesaria para que la materia escape de la fuerza gravitacional de un agujero negro tendría que ser mayor a la velocidad de la luz, por lo que nada -ni materia, ni radiación, ni luz- pueden escapar a ser absorbidos por un agujero negro. Nadie sabe qué hay del otro lado de un "hoyo negro" pero se cree que pueden ser pasadizos que comunican distintos espacios o tiempos del Universo.
La reflexión humana sobre el tiempo se remonta a Platón y aún no ha concluido. Primero nos vimos atrapados en la rueda del destino, luego protagonistas de la historia, más tarde como los arqueros del universo y finalmente como parte de los procesos irreversibles de la naturaleza. De esta especulación hemos aprendido que el tiempo es una cultura que evoluciona con nuestros conocimientos.
Antes del uso del lenguaje, suponemos que nuestra especie, si bien percibe con exactitud el entorno, al mismo tiempo ostenta una forma de conciencia sin forma ni definición. Son los preludios de nuestra más elemental cultura.
El uso del lenguaje nos saca de nosotros mismos y enmarca nuestra experiencia dentro del mundo común de los objetos, de los actos y de las demás personas. El lenguaje es el que altera las circunstancias de la percepción, ordena los datos de la experiencia, los codifica y cimientauna específica concepción del mundo.
Es así como el homo sapiens construye su primer marco de referencia y supera el autismo inicial, ese estado de conciencia difusa que caracteriza, supuestamente, sus primeros momentos como especie.
Entendemos que es así como se introduce en nuestra cultura la noción del tiempo, si bien desde nuestros más remotos antepasados hasta nuestros días, la idea del tiempo ha evolucionado de manera significativa.
Las unidades de tiempo más corrientes, como las diferentes épocas del año, o el día y la noche, contribuyen a introducir en la cultura de nuestros antepasados la mentalidad cíclica asociada a tales fenómenos. Un ciclo sigue al otro en un proceso infinito, cada época no es sino una parte del todo.
Para esta mentalidad cíclica, repetitiva, sin ilusión ni creatividad, el tiempo humano es tan exacto como el del entorno, sin opción a variaciones deliberadas. Todo se considera condicionado por el destino.
Desde estos primeros momentos, la cultura del tiempo combina los elementos objetivo y subjetivo, así como la dimensión de eternidad, en un conjunto de ideas integradoras en las que se entremezclan los ciclos del entorno, las percepciones temporales de cada persona y la noción de que el tiempo se opone a eternidad
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Tiempo y movimiento
La relación entre tiempo y movimiento la señala por vez primera Aristóteles, cuando establece: el tiempo es el número (la medida) del movimiento según el antes y el después. El ser que mide es, para Aristóteles, la conciencia interna del tiempo. Sin embargo, no llega a explicar qué es lo que señala el antes y el después, como advierte Prigogine.
Aunque algunos pensadores de la Antigüedad, como Estratón, consideran que el tiempo es una realidad completa en sí misma, otros, como Aristóteles, prefieren concebirlo más bien como una relación, aunque sin llegar a definirlo como exclusivamente subjetivo.
En cualquier caso, la primera noche de esta reflexión humana, que se prolonga hasta San Agustín, considera que el tiempo es desde siempre una gran paradoja: parte del tiempo es pasado y ya no existe, y la otra parte es futuro y no existe todavía, reflexiona Aristóteles. San Agustín enfatiza la percepción subjetiva: el alma y no los cuerpos es la verdadera medida del tiempo.
El tiempo lineal
Un salto esencial en la interpretación del tiempo se produce gracias a los profetas del judaísmo, que rompen con la idea del eterno retorno y rechazan la noción de destino implantada por los griegos. Esta visión del mundo, sobre la que se construye más adelante la concepción cristiana, realza el valor del futuro e introduce la esperanza como referencia de la evolución humana.
La persona ya no es considerada prisionera de los ciclos y de la fatalidad, sino que se encuentra en peregrinación hacia el futuro y espera con intensidad el próximo cambio del mundo. Es la idea del tiempo lineal, que se contrapone a la idea del tiempo cíclico.
El cambio de mentalidad que introduce el tiempo lineal es considerable: no sólo integra la esperanza en la cultura de la especie, sino que al mismo tiempo la hace subversiva. El mundo está inacabado y debemos perfeccionarlo.
Tiempo continuo
El denominador común es la descripción del tiempo como algo continuo, ilimitado, de una sola dirección y dimensión, homogéneo y fluyendo siempre del mismo modo.
Newton profundiza en esta descripción y establece el tiempo como algo absoluto, verdadero y matemático, que transcurre uniformemente. Descarta el factor subjetivo e introduce la medición matemática del tiempo con ayuda de relojes. Para Newton el tiempo es sólo una magnitud, una unidad de medida, puesto que en un mundo en movimiento no hay lugar para el presente.
La visión newtoniana recupera el determinismo de los primeros momentos porque considera que la historia cósmica está ya escrita: podemos saber en qué momento ocurrirá el próximo eclipse o el paso del siguiente cometa. Es la época de la transparencia perfecta, el tiempo se inscribe en el espacio, el pasado y el futuro están escritos en el instante presente para el que sepa leerlos.
El tiempo cuántico
Una nueva y significativa ruptura en la concepción del tiempo se produce en la primera mitad del siglo XX, cuando la teoría de la Relatividad Especial de Einstein establece la unión del tiempo y el espacio en un nuevo concepto que evoca a Aristóteles. Hace 2.200 años, Aristóteles afirmó que el tiempo tiene que ser movimiento, uniendo así dos conceptos relacionados entre sí pero que se nos presentaban separados, diferentes.
Einstein establece una revolución conceptual parecida cuando señala que el tiempo es la cuarta dimensión de la realidad. Los objetos no sólo tienen longitud, altura y profundidad, sino que además están inmersos en un proceso temporal inevitable que tiene tanta importancia como las otras tres dimensiones físicas.
Bertrand Russell lo explica así: espacio y tiempo no son independientes, como tampoco lo son las tres dimensiones del espacio. Seguimos necesitando las cuatro dimensiones para determinar la posición de un hecho... (pues) no existe el mismo tiempo para diferentes observadores.
Espacio-tiempo
La gran trascendencia de la aportación de Einstein radica en la unificación que realiza de conceptos básicos aplicados a la realidad: no sólo establece que la materia es simultáneamente onda y partícula, sino que el tiempo y el espacio son también facetas diferentes de un todo cuatridimensional que es el llamado espacio-tiempo.
Algunos físicos consideran incluso al espacio-tiempo como la matriz de toda la realidad. De hecho, el espacio y el tiempo aparecieron simultáneamente en la evolución del Universo.
La física actual se plantea además que el tiempo puede estar formado por partículas elementales que, al igual que los objetos materiales, percibimos como algo continuo y fluyente a nivel macrofísico (es decir, en la vida cotidiana), pero que, a nivel microfísico (que sólo podemos percibir en el laboratorio), es granulado (está formado por partículas) e irregular (porque tiene periodos de diferentes proporciones). Si esto es así, la misma dualidad onda-partícula aplicable a la luz, valdría también para el tiempo.
El tiempo como ilusión
Wartofsky advierte que nuestra imagen actual del espacio y del tiempo ha sido creada por la ciencia, y que las concepciones del espacio y el tiempo no están siempre de acuerdo con las simples verdades espacio temporales que tomamos como inevitables y necesarias.
Conviene tenerlo en cuenta porque para Einstein la distinción entre pasado, presente y futuro es sólo una ilusión, por persistente que ésta sea. Esta afirmación choca con el sentido común, que nos indica que el tiempo es tan real como la materia y el espacio.
Sin embargo, el sentido común es un término relativo, que indica solamente el sentido común que prevalece en un período determinado del desarrollo conceptual. Desde esta perspectiva, el sentido común es sólo el conocimiento adquirido por la especie que ha resultado útil en determinados períodos históricos, pero no necesariamente sinónimo de verdad. ¿Es el tiempo una cultura, una ilusión de la especie?
Dos presentes
Aceptar que el espacio y el tiempo forman una única realidad supone no sólo convertir a ambos en fenómenos físicos, sino también revisar la noción de simultaneidad. Hasta Newton se pensaba que existía un presente universal: dos acontecimientos pueden ocurrir al mismo tiempo en dos lugares diferentes.
Sin embargo, la Teoría de la Relatividad establece que no existe ningún momento que tenga validez universal: dos acontecimientos pueden ocurrir simultáneamente para un observador, pero otro observador que se mueva respecto al primero de ellos percibirá esos dos acontecimientos sucesivamente, no al mismo tiempo.
Es decir, aunque en la vida cotidiana, donde las distancias y las velocidades son demasiado pequeñas para apreciar la Relatividad, no ocurren estas cosas, sin embargo acontecimientos que tienen lugar en lugares muy alejados entre sí pueden estar en el pasado para un observador y en el futuro para otro. Bertrand Russel afirma al respecto que el orden-tiempo de los acontecimientos depende en parte del observador.
En consecuencia, el concepto de presente es una cuestión meramente personal y sólo tiene significado para el marco de referencia en el que se encuentra el observador, explica Davies. Y añade: siendo esto así resulta insensato dividir ordenadamente el tiempo en pasado, presente y futuro.
Arqueros del Universo
La estructuración de los acontecimientos en pasado, presente y futuro no deja de ser una construcción mental sin ningún significado para las ciencias naturales, lo que explica la ilusión a la que se refería Einstein.
El mundo no sucede, simplemente existe, dice el matemático Herman Weyl. La flecha del tiempo la ponemos nosotros. Somos los arqueros que permiten que el Universo tenga una historia con pasado, presente y futuro.
Un nuevo elemento desconcertante porque, a pesar de su carácter ilusorio, la direccionalidad del tiempo impregna todo el Universo y es la que establece el principio básico de causalidad, origen de cada uno de nosotros.
Casi todos los físicos están convencidos de que la causalidad es una ley inviolable de la naturaleza, pero a decir verdad carecen de una demostración que así lo pruebe, advierte Gribbin. Y añade: no existe en realidad nada en las leyes de la física que exija que la causalidad sea verdadera... La ley de causalidad no es más que la concepción vulgar del tiempo expresada en jerga científica.
Nuestra magnitud respecto al Universo guarda así una estrecha relación con nuestra capacidad de interactuación con él: según la Relatividad nosotros somos el tiempo del Universo.
El tiempo creativo
Ya no podemos pensar, con Einstein, que el tiempo irreversible es una ilusión, sentencia sin embargo Ilya Prigogine. Para mí -añade- el hombre forma parte de esta corriente de irreversibilidad que es uno de los elementos esenciales, constitutivos, del universo.
Premio Nobel de Química en 1977 por su contribución al estudio de los procesos irreversibles y de la termodinámica de los sistemas complejos, Prigogine añade a la teoría clásica, relativista y cuántica la así llamada física de los procesos alejados del equilibrio. Ha podido establecer que en condiciones alejadas del equilibrio, la materia es capaz de apreciar diferencias en su entorno y de reaccionar con grandes efectos a pequeñas fluctuaciones.
Toda la teoría de Prigogine se basa en la termodinámica, una ciencia matemáticamente rigurosa iniciada en 1811 por Jean Joseph Fourier y basada en el tratamiento teórico de la propagación del calor en los sólidos. Esta ciencia añade otro componente universal a la física, además de la gravitación: el calor. Para Prigogine, las grandes líneas de la historia del universo están hechas de una dialéctica entre la gravitación y la termodinámica.
La termodinámica se basa en tres principios básicos: el de conservación (que no es sino una generalización del principio de conservación de la energía conocida en mecánica), el principio de evolución (también conocido como segundo principio de la termodinámica) y el principio de Nernst-Planck.
Tres principios
En sus comienzos, la termodinámica se centra en los procesos de equilibrio y descuida los procesos irreversibles típicos de las situaciones alejadas del equilibrio. Sin embargo, es sobre estos procesos, a partir de los cuales se formula el segundo principio de la termodinámica, que Prigogine fija su atención: revolucionan de tal forma el conocimiento del mundo que trascienden con mucho la teoría relativista y cuántica sobre la que se cimienta el pensamiento científico del siglo XX.
El segundo principio de la termodinámica es la ley del crecimiento irreversible de la entropía (desorden), formulada por Rudolf Clausius en 1865. La entropía de un sistema aislado aumenta con el tiempo, explica Penrose: un sistema aislado (por ejemplo un gas) que ha sufrido una evolución, no retorna espontáneamente a su estado inicial, sino que amplifica sus fluctuaciones. Esta amplificación de las fluctuaciones provoca a su vez una situación nueva y una serie de nuevas posibilidades de evolución.
Para la nueva ciencia del calor, los sistemas disipan energía, son irreversibles y evolucionan hacia el desorden. La evidencia que se desprende de la termodinámica es que, lejos del equilibrio, la materia desarrolla nuevas propiedades: sensibilidad a influencias del entorno, posibilidad de estados múltiples, historicidad de las elecciones adoptadas por los sistemas (se crean nuevos estados irreversibles).
Fenómenos irreversibles
Una de las consecuencias de la termodinámica es que el tiempo no puede ser subjetivo, como sugiere la física de partículas. Según la física del calor, la irreversibilidad es la base de la mecánica cuántica, de la mecánica clásica y de la relatividad, por lo que ya no podemos considerar el tiempo como una aproximación: la relatividad general no da sentido a la irreversibilidad y no puede explicar la gigantesca producción de entropía que caracterizó el nacimiento de nuestro universo.
Los fenómenos irreversibles que se aprecian en los sistemas alejados del equilibrio conducen a nuevas estructuras materiales que perduran y evolucionan hacia nuevos estados, lo que lleva a Prigogine a afirmar que ya no nos está permitido creer que somos los responsables de la aparición de la perspectiva del antes y del después.
De la termodinámica se desprende que, a niveles macroscópicos, la materia sometida a calor es inestable, fluctúa y engendra nuevos estados. A diferencia de lo que ocurre con la física cuántica, estos procesos metamórficos ocurren al margen de que sean observados o no, son inevitables e imprevisibles y pueden desarrollarse de una forma totalmente incontrolada.
Aunque la estructura subatómica de la materia sea paradójica porque no sigue las leyes físicas conocidas, a niveles macroscópicos la materia se transforma por efecto del calor y sintoniza con el orden espacio-temporal humano. Para Prigogine, este orden macroscópico otorga objetividad al mundo físico y disuelve las paradojas que se observan en el mundo cuántico, considerado como una especie de mundo alejado de los procesos de observación.
Tiempo irreversible
En consecuencia, según la termodinámica todo discurre realmente del pasado al presente y del presente al futuro de manera inevitable e irreversible. Roger Penrose aclara sin embargo que la irreversibilidad es simplemente una cuestión práctica: no podemos en la práctica des-revolver un huevo, aunque es un procedimiento perfectamente admitido por las leyes de la mecánica.
La inestabilidad, las fluctuaciones y la irreversibilidad, cualidades que descubre la termodinámica, desempeñan un papel en todos los niveles de la naturaleza: la química, la ecología, la climatología, la biología y la cosmología. Desde esta perspectiva, el universo surge de una inestabilidad (no de una singularidad, como expone la teoría del Big Bang), que crea simultáneamente materia y entropía.
Nuestro universo es el resultado de una transformación irreversible y proviene de otro estado físico, no del vacío cuántico. La transformación del espaciotiempo en materia, en el momento de la inestabilidad del vacío, corresponde a una explosión de entropía, a un fenómeno irreversible.
En consecuencia, el universo no está condenado a la extinción, como expone la teoría clásica, sino que puede renacer si la inestabilidad original se llega a reproducir. Para Prigogine, el nacimiento de nuestro tiempo (del tiempo de nuestra vida, de nuestro planeta, de nuestro universo) no equivale al nacimiento del tiempo en sí mismo, ya que en el vacío cuántico el tiempo existía en estado potencial.
Azar y tiempo
La física de los sistemas alejados del equilibrio aporta otra novedad: el azar introducido por la física en la mecánica cuántica no se limita al nivel de las partículas elementales, sino que es también una propiedad de la materia a nivel macroscópico, de los sistemas observados por la termodinámica. A nuevos estados físicos de la materia le corresponden nuevos comportamientos.
La idea que se desprende de esta teoría es que reafirmamos el carácter abierto y creativo del universo que nos sugieren las partículas elementales. Sin embargo, si la física nos ha hablado hasta ahora del tiempo ilusión de Einstein y del tiempo degradación de la entropía (extinción del universo por disipación del calor), estos dos modelos de tiempo no rigen ya: el universo no sólo no se degrada, sino que aumenta en complejidad con nuevas estructuras que emergen en las estrellas, las galaxias y los sistemas biológicos.
El desorden no es sinónimo de caos, sino de reorganización e incremento de la complejidad de los sistemas. Como señala Prigogine, los desarrollos recientes de la termodinámica nos proponen un universo en el que el tiempo no es ilusión ni disipación, sino creación.
Una cultura del tiempo abierta
Estas reflexiones nos señalan que el debate iniciado por Platón se prolonga todavía, que continuamos viviendo, compartiendo e inventando la historia del tiempo en una persistente especulación metafísica. Sin embargo, al igual que ocurre con nuestras facultades superiores, seguimos sin saber exactamente lo que es el tiempo.
Uno de los mayores condicionantes de nuestra existencia, de nuestro conocimiento, de nuestra percepción y de nuestra cultura, es también uno de nuestros mayores misterios.
Bergson lo expresa así, elocuentemente: nosotros no pensamos el tiempo real, pero lo vivimos porque la vida desborda a la inteligencia.
Parece decirnos que, ya seamos los arqueros del universo que ponemos la flecha del tiempo, como decía Einstein, o ya seamos parte de la corriente de irreversibilidad que cruza el universo, como dice Prigogine, la vida nos desborda y conduce por senderos en los que el tiempo emerge más como una cultura que evoluciona con nuestros conocimientos, que como uno de los fundamentos metafísicos del mundo real.
Esto es lo que podemos aprender de la historia del tiempo, que sigue abierta a nuevas interpretaciones porque es una historia que construimos nosotros con nuestras inquietudes, investigaciones y reflexiones.
Así escapamos también del determinismo cultural que rechazan la física cuántica y la termodinámica porque, las culturas no son inmutables, sino el vehículo para la creación consciente y constante de estructuras de realidad y, por ello, de futuros probables.
En consecuencia, según la termodinámica todo discurre realmente del pasado al presente y del presente al futuro de manera inevitable e irreversible. Roger Penrose aclara sin embargo que la irreversibilidad es simplemente una cuestión práctica: no podemos en la práctica des-revolver un huevo, aunque es un procedimiento perfectamente admitido por las leyes de la mecánica.
La inestabilidad, las fluctuaciones y la irreversibilidad, cualidades que descubre la termodinámica, desempeñan un papel en todos los niveles de la naturaleza: la química, la ecología, la climatología, la biología y la cosmología. Desde esta perspectiva, el universo surge de una inestabilidad (no de una singularidad, como expone la teoría del Big Bang), que crea simultáneamente materia y entropía.
Nuestro universo es el resultado de una transformación irreversible y proviene de otro estado físico, no del vacío cuántico. La transformación del espaciotiempo en materia, en el momento de la inestabilidad del vacío, corresponde a una explosión de entropía, a un fenómeno irreversible.
En consecuencia, el universo no está condenado a la extinción, como expone la teoría clásica, sino que puede renacer si la inestabilidad original se llega a reproducir. Para Prigogine, el nacimiento de nuestro tiempo (del tiempo de nuestra vida, de nuestro planeta, de nuestro universo) no equivale al nacimiento del tiempo en sí mismo, ya que en el vacío cuántico el tiempo existía en estado potencial.
Azar y tiempo
La física de los sistemas alejados del equilibrio aporta otra novedad: el azar introducido por la física en la mecánica cuántica no se limita al nivel de las partículas elementales, sino que es también una propiedad de la materia a nivel macroscópico, de los sistemas observados por la termodinámica. A nuevos estados físicos de la materia le corresponden nuevos comportamientos.
La idea que se desprende de esta teoría es que reafirmamos el carácter abierto y creativo del universo que nos sugieren las partículas elementales. Sin embargo, si la física nos ha hablado hasta ahora del tiempo ilusión de Einstein y del tiempo degradación de la entropía (extinción del universo por disipación del calor), estos dos modelos de tiempo no rigen ya: el universo no sólo no se degrada, sino que aumenta en complejidad con nuevas estructuras que emergen en las estrellas, las galaxias y los sistemas biológicos.
El desorden no es sinónimo de caos, sino de reorganización e incremento de la complejidad de los sistemas. Como señala Prigogine, los desarrollos recientes de la termodinámica nos proponen un universo en el que el tiempo no es ilusión ni disipación, sino creación.
Una cultura del tiempo abierta
Estas reflexiones nos señalan que el debate iniciado por Platón se prolonga todavía, que continuamos viviendo, compartiendo e inventando la historia del tiempo en una persistente especulación metafísica. Sin embargo, al igual que ocurre con nuestras facultades superiores, seguimos sin saber exactamente lo que es el tiempo.
Uno de los mayores condicionantes de nuestra existencia, de nuestro conocimiento, de nuestra percepción y de nuestra cultura, es también uno de nuestros mayores misterios.
Bergson lo expresa así, elocuentemente: nosotros no pensamos el tiempo real, pero lo vivimos porque la vida desborda a la inteligencia.
Parece decirnos que, ya seamos los arqueros del universo que ponemos la flecha del tiempo, como decía Einstein, o ya seamos parte de la corriente de irreversibilidad que cruza el universo, como dice Prigogine, la vida nos desborda y conduce por senderos en los que el tiempo emerge más como una cultura que evoluciona con nuestros conocimientos, que como uno de los fundamentos metafísicos del mundo real.
Esto es lo que podemos aprender de la historia del tiempo, que sigue abierta a nuevas interpretaciones porque es una historia que construimos nosotros con nuestras inquietudes, investigaciones y reflexiones.
Así escapamos también del determinismo cultural que rechazan la física cuántica y la termodinámica porque, las culturas no son inmutables, sino el vehículo para la creación consciente y constante de estructuras de realidad y, por ello, de futuros probables.
"A mí, me gustaría saber cual es mi tiempo..."
