Ciencia-ficción y viajes en el tiempo

H.G. Wells

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Hace algunos años publiqué en este blog una serie de artículos sobre el aspecto científico de los viajes en el tiempo, las paradojas que podría provocar si fuese posible (casi seguro no lo es) y soluciones propuestas para dichas paradojas, como el multiverso cuántico, una de las teorías más absurdas que jamás han pergeñado los físicos. En otro artículo hablé de los errores científicos en la novela de ciencia-ficción Timeline de Michael Crichton, que intenta resolver las paradojas de este modo, pero lo hace mal.

Aquí voy a referirme a los viajes en el tiempo desde el punto de vista literario, como subgénero de la ciencia-ficción. En este contexto, la posibilidad de realizar viajes en el tiempo es irrelevante. La cuestión nos interesa porque se trata de uno de los temas más frecuentes de este tipo de literatura.

Paradojas de la información

Woody Allen

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Como he mencionado varias veces, los viajes en el tiempo, si fuesen posibles, provocarían muchas paradojas. En un artículo anterior mencioné la paradoja de la información que surge de la nada, que puede resumirse así:

Un viajero en el tiempo que vive en el tiempo 3 sabe que cierta persona A dijo o hizo algo en el tiempo 2, anterior al suyo. 

El viajero viaja hacia el pasado hasta el tiempo 1, anterior al tiempo 2, donde se encuentra con A. 

Mientras están juntos, le sugiere la idea que sabe que esa persona hará o dirá en el futuro, y que todavía no se le ha ocurrido. 

¿De quién fue originalmente la idea? Del viajero no, porque en el tiempo 3 lo aprendió de la historia de la persona A. De la persona A tampoco, porque la idea se la sugirió el viajero. 

La información en cuestión ha surgido de la nada, sin que se le ocurra a nadie.

Véase un diagrama que lo explica.

Un modelo de ChatGPT

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¿Cómo funciona ChatGPT? Supongamos que pasamos por alto por el momento que ChatGPT utiliza una red neuronal artificial, y vamos a representar su algorimo de la manera tradicional. Dicho algoritmo se puede dividir en dos partes:

1. Entrenamiento: se le proporcionan datos (archivos de texto), que se utilizan para construir dos conjuntos de datos:
1. Una lista de todas las palabras que aparecen en el conjunto de todos los textos, sin repetición, pero sin importar su orden ni el número de veces que aparece cada una.
2. Una matriz de índices a la lista de palabras, que informa sobre el número de veces que aparece una palabra determinada a continuación de una serie de palabras. Por ejemplo, si en los textos aparece la siguiente serie: viajes en el tiempo, en la matriz aparecerán los índices de las palabras viajes, en, el, y tiempo, seguidos por el índice de la palabra siguiente, seguidos por el número de veces que aparece esa sucesión de cinco palabras en todos los textos utilizados para el entrenamiento.

Un universo en evolución: Divulciencia en forma de libro

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CEU Ediciones ha publicado en forma de libro, bajo el título Un universo en evolución, una recopilación de un centenar de artículos publicados en este blog a lo largo de nueve años y ordenados temáticamente. Estos son los títulos de los quince capítulos:

1. Introducción (3 artículos)
2. El principio (5 artículos)
3. El modelo cosmológico estándar (9 artículos)
4. El problema del ajuste fino y las teorías del multiverso (7 artículos)
5. El problema del tiempo (7 artículos)
6. La vida en la Tierra y en otros mundos (3 artículos)
7. La evolución de la vida (7 artículos)
8. El hombre (5 artículos)
9. Inteligencia natural y artificial (7 artículos)
10. Vida sintética y vida artificial (3 artículos)
11. El futuro del hombre (8 artículos)
12. El fin del hombre y del universo (4 artículos)
13. Ciencia, fe y ateísmo (14 artículos)
14. Sobre la ciencia en general (17 artículos)
15. Conclusión (1 artículo)

La paradoja de la información que surge de la nada

Ted Chiang

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En un artículo anterior de este blog hablé de las paradojas que podrían ocurrir si fuese posible viajar en el tiempo. Una de ellas era esta:

• La aparición de objetos sin causa, ilustrada por el cuento de ciencia-ficción Find the sculptor de Sam Mimes, que puede resumirse así: en su primer viaje, el inventor de la máquina del tiempo da un salto de 100 años hacia el futuro, donde encuentra una estatua que ha sido erigida en su honor. Toma la estatua, viaja con ella 100 años hacia el pasado (o sea, al punto de partida de su viaje), y la coloca en el mismo sitio en que la encontró, donde permanecerá durante 100 años sin que nadie la toque. Pero ¿quién hizo la estatua? Nadie. Es un objeto sin causa que sólo existe durante esos cien años.

Otra conversación con ChatGPT

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Como dije en el artículo anterior, el pasado mes de enero realicé dos sesiones con ChatGPT de OpenAI. En la segunda, mis preguntas se dirigieron a los siguientes temas científicos:

• La teoría especial de la relatividad, el límite de la velocidad de la luz en el vacío, y la posibilidad de viajar en el tiempo.

A lo largo de la sesión fui haciendo las siguientes preguntas:

1. ¿Puede una partícula viajar a una velocidad mayor que la de la luz?

Respuesta: Según la teoría de la relatividad, descrita por primera vez por Albert Einstein, nada con masa puede viajar a la velocidad de la luz...

Viajes en el tiempo y transferencia de materia

C.S. Lewis

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Además de las Crónicas de Narnia, C.S. Lewis escribió una trilogía de ciencia-ficción y dejó inacabada una cuarta novela, La Torre Oscura, que fue publicada tal como estaba después de su muerte. En esta novela, Lewis ofrece un argumento contra la posibilidad de viajar en el tiempo que no suele aducirse cuando se habla del tema, porque usualmente se recurre a una versión temporal de la paradoja de Fermi, o a la enumeración de las paradojas que podrían producirse si fuese posible viajar hacia el pasado, y en algunos casos también hacia el futuro.

El argumento de C.S. Lewis consta de dos partes:

Compatible, incompatible, posible e imposible

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Voy a comentar y tratar de aclarar los cuatro conceptos del título, que a veces se confunden cuando se habla de las teorías físicas y de su aplicación:

• Un suceso (real o imaginado) puede ser compatible con una teoría. Lo que eso significa es que, si ese suceso fuese real, no plantearía ningún problema para la teoría, que admite en principio la posibilidad de que dicho suceso tenga lugar.

El uno de octubre será demasiado tarde

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Fred Hoyle fue uno de los grandes científicos del siglo XX, así como uno de los más controvertidos, por las excéntricas teorías que defendía. Su descubrimiento científico más importante tuvo que ver con la nucleosíntesis de elementos en las estrellas, más pesados que el hidrógeno y el helio, que son los más sencillos y ligeros que existen. En particular, a partir de su teoría sobre la formación de los átomos de carbono, Hoyle dedujo una primera versión del ajuste fino, que le llevó del ateísmo a una postura vagamente teísta, como se ve en este párrafo de su artículo The universe: past and present reflections (Engineering & Science, 1981):

Es inevitable llegar a la siguiente conclusión: "Algún intelecto súper-calculador tiene que haber diseñado las propiedades del átomo de carbono, de lo contrario, la probabilidad de que yo descubra precisamente ese átomo como resultado de la acción de las fuerzas ciegas de la naturaleza sería minúscula… Una interpretación de los hechos basada en el sentido común sugiere que un súper-intelecto ha jugado con la física, junto con la química y la biología, y que en la naturaleza no vale la pena hablar de fuerzas ciegas. Los números que uno calcula a partir de los hechos me parecen tan abrumadores como para que esta conclusión esté casi fuera de toda duda."

Las reglas de oro de la ciencia-ficción y mi propia obra

Isaac Asimov

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Estas son, según Isaac Asimov, las dos reglas de oro de la buena literatura de ciencia-ficción:

1.      Cualquier afirmación científica (incluso una predicción) debe ser compatible con la ciencia actual. No sería, por tanto, buena ciencia-ficción una novela en la que se consiguiera la cuadratura del círculo con regla y compás, porque se ha demostrado matemáticamente que es imposible. O viajar por el espacio a velocidad mayor que la de la luz, sin hacer referencia a algún truco científico que permita conseguirlo, como podría ser el paso al mundo de los taquiones. O cometer errores científicos evidentes, como hizo Joan Manuel Gisbert en El Misterio de la Isla de Tökland, como mencioné en otro artículo.

2.      Predecir consecuencias sociales es mejor que predecir adelantos técnicos. Así, en una novela hipotética escrita en el siglo XIX, mejor que limitarse a predecir el automóvil sería predecir el problema del aparcamiento. Un ejemplo de este tipo de buena ciencia-ficción, que Asimov menciona a este respecto, es el cuento de Robert Heinlein Solución Insatisfactoria, escrito en 1941, que no sólo predijo la bomba atómica como medio para acabar la segunda guerra mundial (en la que los Estados Unidos aún no tomaban parte), sino que también predijo el equilibrio posterior entre las grandes potencias y la amenaza permanente de una guerra de exterminio.

Para ser exacto, estas dos leyes son elaboraciones mías de lo que escribió Asimov en dos artículos de divulgación publicados en The Magazine of Fantasy and Science Fiction: Future? Tense! (1965) y O Keen Eyed Peerer into the Future (1974). Para ser más exacto aún, las leyes de Asimov eran tres y, recordando sus tres leyes de la Robótica, las llamó las tres leyes de la Futúrica.

Ciencia y Ciencia-Ficción: influencias mutuas en el siglo XX

H.G. Wells

AVISO para los que os habéis suscrito a las publicaciones de este blog por correo electrónico: Google ha anunciado el fin de "feedburner", su servicio de aviso, que era el que utilizaba este blog. A partir de ahora se utilizará otro servicio, el de "follow.it". Es posible que al principio recibáis dos avisos, uno de cada servicio. 

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A caballo entre los siglos XIX y XX, el británico H. G. Wells abordó también la literatura de predicción científica, aunque sus predicciones suelen ser a plazo más largo que las de Verne y más alejadas de la técnica de su tiempo, por lo que muy pocas se han cumplido. Seguimos sin tener La Máquina del Tiempo y no vemos posibilidades de tenerla. No podemos fabricar hombres artificiales por vivisección de animales (La Isla del Doctor Moreau). Tampoco podemos hacernos invisibles (El hombre invisible). Y afortunadamente no nos han invadido los marcianos (La guerra de los mundos). En 1938, una dramatización radiofónica de esta novela realizada por Orson Welles provocó un pánico colectivo en los Estados Unidos. A pesar del auge que por entonces ya tenía la ciencia-ficción, el público seguía tan crédulo como cuando un siglo antes se dejó engañar por los artículos del Sun.

Wells también (cómo no) escribió sobre un viaje a la luna y pobló nuestro satélite de hormigas gigantes inteligentes, aunque la forma de realizar el viaje es más imaginativa y tan impracticable como la de Verne. Pero su gran éxito de previsión científica es la novela The World set free (El mundo se liberta, 1913), que no sólo anticipó la bomba atómica, sino que influyó en su realización práctica, estimulando las investigaciones de Leo Szilard sobre la reacción en cadena de neutrones. Aunque también es verdad que Wells cometió en esta novela un fallo impresionante, pues predijo en 1913 que la Primera Guerra Mundial empezaría en 1956. Pero como él mismo dijo al respecto, algunos años más tarde: Siempre he sido un profeta un poco lento. Para más detalle, aquí está mi crítica de este libro en Goodreads.

¿Qué dicen las Matemáticas sobre los viajes en el tiempo?

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El 21 de Septiembre pasado se publicó en la revista Classical and Quantum Gravity un artículo sobre los viajes en el tiempo firmado por Germain Tobar y Fabio Costa, al que los medios de gran difusión han hecho un eco considerable. El artículo sostiene que los viajes en el tiempo serían posibles si se cumpliesen ciertas restricciones matemáticas que eliminarían las paradojas. En un artículo anterior de este blog explico cuáles son esas paradojas y cuántos tipos hay.

En relación con esto tenemos que distinguir dos cosas:

1. Lo que dice el artículo, que sólo menciona la paradoja del abuelo (la del viajero en el tiempo que regresa al pasado para matar a su abuelo cuando era niño, lo que haría imposible su propia existencia), y especifica una ecuación matemática que supuestamente la impide, sin hacer por ello totalmente imposible la libertad de acción del viajero. La ecuación es esta:

Rescate en el tiempo

Poster de la película basada en Timeline

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En 1999, Michael Crichton publicó su novela Rescate en el Tiempo (Timeline en inglés), una novela de ciencia-ficción típica sobre viajes en el tiempo, cuyo argumento puede resumirse así:

Una empresa de investigación ha desarrollado un procedimiento para viajar hacia el pasado. Utilizándolo, envían a la Francia del siglo XIV, en plena guerra de los 100 años, a un profesor de historia que está realizando estudios arqueológicos en las ruinas próximas a la fortaleza medieval de La Roque. Sus colaboradores, que no saben lo que pasa, encuentran entre las ruinas una llamada de auxilio del profesor, que al someterla a datación por carbono-14 resulta proceder del siglo XIV. Recogidos por la empresa que patrocina sus estudios, son enviados hacia el pasado para salvar al profesor, que no puede volver por sus propios medios.

En otro artículo de este blog hablé de las paradojas que pueden provocar los viajes hacia el pasado, y de diversos procedimientos inventados por científicos y escritores para escapar de ellas. En la novela, Crichton menciona dos:

¿Viajes hacia el pasado?

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S.Agustín, por Louis Comfort Tiffany
Lightner Museum

En sus Confesiones (Libro XI, capítulo 14), San Agustín escribió estas palabras, que hoy mantienen toda su vigencia:

¿Qué es, pues, el tiempo? Si nadie me lo pregunta, lo sé; pero si quiero explicárselo al que me lo pregunta, no lo sé.

En la situación actual de nuestros conocimientos científicos y filosóficos, seguimos sin saber lo que es el tiempo.

·         Para la filosofía clásica y para la ciencia de Newton, el tiempo es una propiedad del universo. Existiría, por lo tanto, un tiempo absoluto.

·         Para Kant, el tiempo es una forma a priori de la sensibilidad humana (o sea, una especie de recipiente mental al que se adaptan nuestras experiencias sensoriales).

·         Para Einstein el tiempo es relativo al estado de reposo o movimiento de cada objeto físico. No existe, por tanto, un tiempo absoluto.

·         Para la teoría cosmológica estándar, para cada objeto físico sí es posible definir un tiempo cósmico absoluto, que mide la distancia temporal desde el Big Bang hasta la actualidad.

·         Para la teoría A del tiempo (utilizando la nomenclatura de J.McTaggart) el flujo del tiempo es parte de la realidad. El pasado ya no existe. El futuro aún no existe. Sólo existe el presente. Si la teoría A es correcta, los viajes hacia el pasado son imposibles, porque no se puede viajar a lo que no existe.

·         Para la teoría B del tiempo, el fluir del tiempo es una ilusión. Pasado, presente y futuro existen simultáneamente, sólo que para cada uno de nosotros el pasado ya no es accesible directamente, y el futuro todavía no lo es. Einstein adoptó la filosofía B del tiempo. En una carta de pésame escribió esto, para consolar a su interlocutor por la pérdida de un ser querido: 

La distinción entre pasado, presente y futuro es sólo una ilusión, aunque persistente.

¿Está perdiendo la física el contacto con la realidad?

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En su famoso libro póstumo The discarded image, publicado en 1964, unos meses después de su muerte, C.S.Lewis se adelanta a su tiempo y predice una situación que hoy día, en la ciencia física, se ha convertido en algo usual, y que no augura nada bueno para el porvenir de esta ciencia. Veamos una cita pertinente:

Las matemáticas son ahora lo más cercano a la realidad que podemos obtener. Cualquier cosa imaginable, incluso cualquier cosa que pueda ser manipulada por concepciones ordinarias (es decir, no matemáticas), lejos de ser una verdad más a la que nos llevaron las matemáticas, es una mera analogía, una concesión a nuestra debilidad. Sin parábolas, la física moderna no habla a las multitudes. Incluso entre ellos, cuando tratan de verbalizar sus hallazgos, los científicos empiezan a hablar de esto como "hacer modelos"... A veces [los modelos] ilustran este o aquel aspecto de [la realidad] mediante una analogía. A veces no ilustran, sino que simplemente sugieren, al igual que los dichos de los místicos... Al aceptar [una expresión como] la "curvatura del espacio" no estamos "conociendo" o disfrutando de la "verdad" de la manera que en otro tiempo creímos posible.

Un modelo matemático para viajar en el tiempo

Bienvenida para los viajeros en el tiempo

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El 28 de abril de 2017 se publicó en ABC un artículo con este título:

Crean un modelo matemático para construir una máquina del tiempo

y con el siguiente subtítulo:

El autor utiliza un espacio-tiempo continuo para demostrar con cálculos que esa posibilidad va más allá de la ficción

Ya pueden imaginar que con ese título y ese subtítulo el artículo entrará más bien en la categoría de artículos sensacionalistas sobre cuestiones sólo aparentemente científicas. En efecto, así es. En una lectura rápida de este artículo he detectado las siguientes incorrecciones:

Hermann Minkowski

1. Confunde posibilidad teórica de viajar en el tiempo con construcción de una máquina del tiempo. Es decir, confunde la teoría con la práctica. Lo que Ben Tippett ha desarrollado es un modelo matemático, o sea, algo puramente teórico.
2. Presenta la idea como algo totalmente nuevo, que pone fin a un buen número de fracasos y cálculos decepcionantes, cuando la posibilidad de que los bucles en el espacio-tiempo sean compatibles con la teoría general de la relatividad es ya bastante antigua. En 1992, por ejemplo, Stephen Hawking llegó a la conclusión de que no sería posible utilizarlos sin energía negativa, algo que no se sabe si existe. En 2005, el israelí Amos Ori propuso un procedimiento que supuestamente no la necesitaría, consistente en dar vueltas alrededor de una región vacía en forma de toro, rodeada por una esfera que contuviese cantidades enormes de materia (por ejemplo, un agujero negro). Esto no difiere mucho de lo que se está proponiendo ahora.

¿Pueden evitarse las paradojas de los viajes en el tiempo?

Portada de Fantastic SciFi con una
historia de Porges (The shadowsmith)

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En un cuento de ciencia-ficción escrito en 1962 por Arthur Porges y titulado The rescuer (El rescatador), los inventores de una máquina del tiempo descubren que un hombre ha entrado en la máquina para viajar hacia el pasado. Para impedírselo, destruyen la máquina con el hombre dentro. Cuando se les juzga por asesinato y destrucción de bienes valiosos, se explican:

Este hombre se llevó consigo un rifle de repetición y cinco mil balas explosivas. Su intención era trasladarse al Gólgota para rescatar a Jesucristo de los soldados romanos. En breve, impedir la crucifixión. Con un rifle moderno, quizá lo habría conseguido. ¿Y entonces qué?... ¿Qué efecto tendría eso en el futuro, en toda la historia secular y religiosa?

El cuento es un ejemplo excelente de la paradoja de la predestinación que mencioné en un artículo anterior, entre otras varias que nos hacen dudar de la posibilidad de realizar viajes en el tiempo. Pero ¿no hay ninguna manera de evitar las paradojas? ¿Es posible idear una teoría que las elimine y haga factibles, al menos en principio, los viajes en el tiempo? Se han propuesto varias formas de conseguirlo.

¿Qué dice la física sobre los viajes en el tiempo?

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En el artículo anterior planteamos algunas paradojas que nos podrían hacer dudar sobre la posibilidad de realizar viajes en el tiempo. Pero ¿qué dice la física? ¿Hay alguna teoría que haga posible viajar en el tiempo? ¿Es verdad, como dicen algunos, que la teoría especial de la relatividad de Einstein implica que será posible viajar en el tiempo?

En primer lugar, es preciso refutar una idea falsa, pero bastante extendida. A menudo se oye decir algo parecido a esto:

Si fuese posible viajar a velocidades mayores que la de la luz, viajaríamos hacia atrás en el tiempo, porque el tiempo transcurrido sería negativo.

¿Es esto cierto? Veamos la ecuación que define la relación entre el tiempo propio y el tiempo externo para un cuerpo que se mueve con movimiento rectilíneo y uniforme, de acuerdo con la teoría especial de la relatividad:

Donde t es el tiempo vivido por los viajeros que se mueven a la velocidad v; t₀ es el tiempo externo equivalente (el tiempo experimentado por un objeto que se encuentre en reposo); y c es la velocidad de la luz. Podemos ver que, para v < c, el término que está dentro de la raíz cuadrada es positivo y menor que 1, su raíz también lo será, y por lo tanto t < t₀ (el tiempo de los viajeros se acorta).

¿Será posible viajar en el tiempo?

Hibernación en 2001, una odisea del espacio

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La respuesta obvia a esta pregunta, tal como está formulada, es que sí, ¡claro que es posible! Todos viajamos en el tiempo a razón de 24 horas al día.

Naturalmente, no es esto lo que usualmente se piensa cuando se hace la pregunta. Lo que se quiere decir es si será posible algún día dar saltos bruscos en el tiempo, ya sea hacia adelante (hacia el futuro) o hacia atrás (hacia el pasado).

Existen varios esquemas para viajar hacia el futuro. Aunque no sean posibles por el momento, podrían llegar a serlo. Por ejemplo, quizá algún día un ser humano podrá hacerse congelar y permanecer en animación suspendida, para despertar y reanudar su vida ordinaria cien años más tarde. O podría tomar pasaje en una nave espacial que haga un viaje a velocidad relativista y vuelva al punto de partida un siglo después, aunque para los viajeros el tiempo transcurrido haya sido sólo de un año. En ambos casos, desde el punto de vista de la persona en cuestión, habría habido un viaje en el tiempo, aunque en realidad no se habría producido ningún salto brusco, porque el tiempo habría seguido pasando para el cuerpo en hibernación, aunque la mente no fuese consciente de ello, y también para el viajero relativista, aunque en ese caso transcurriría de forma acelerada.

Pero cuando se habla de viajes en el tiempo no nos referimos a estos casos, posibles en principio, sino a desaparecer del presente y aparecer en un pasado o futuro más o menos lejano, saltándose los tiempos intermedios. ¿Seremos algún día capaces de hacerlo?

El mundo de v>c

Albert Einstein

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En 1967, el físico Gerald Feinberg dio el nombre de taquiones (del griego tacus, rápido) a unas partículas hipotéticas cuya posible existencia había sido propuesta cinco años antes por otros investigadores. Los taquiones tendrían una propiedad única: se moverían siempre a velocidades mayores que la de la luz. Su comportamiento matemático no transgrediría las limitaciones de la teoría especial de la relatividad de Einstein, que prohíbe que los cuerpos con masa alcancen la velocidad de la luz. Desgraciadamente surgirían otros problemas.

La idea de la posible existencia de los taquiones fue abrazada con alborozo por los escritores de ciencia-ficción, para quienes parecía ofrecer la posibilidad de realizar viajes interestelares en tiempos razonables. Bastaría para ello con poner en práctica el siguiente procedimiento: