El tiempo que fue

El tiempo pasa imperceptiblemente. Crédito: Chris Tennant

El tiempo pasa imperceptiblemente. Crédito: Chris Tennant

¿Qué es, pues, el tiempo? Si no me lo preguntan, lo sé; pero si me lo preguntan, no sé explicarlo. Estas palabras de San Agustín expresan muy bien la perplejidad humana frente al misterio del tiempo. Vivimos en el tiempo y sin embargo es muy difícil explicar qué es. ¿Es el tiempo una propiedad del mundo físico, existe al margen de nosotros, o es más bien una sensación mental? San Agustín lo tenía claro: el tiempo es un movimiento psíquico y no de la naturaleza, escribió. Lo que parece seguro es que, desde el punto de vista psicológico, pasado y futuro son totalmente diferentes. Recordamos el pasado, ignoramos el futuro. El tiempo fluye en un solo sentido. Como la flecha lanzada, la palabra dicha y la oportunidad perdida no regresan jamás. Sentimos remordimientos y tenemos esperanza.

Recuerdo que cuando era pequeña un tío mío compró una cámara de vídeo y nos grabó a los niños comiendo helado. Habíamos disfrutado con el helado pero sin lugar a dudas la mayor fuente de placer fue pasar hacia atrás la película para ver como parecíamos regurgitar el helado sobre los cucuruchos mientras la bola crecía más y más, contra todo pronóstico. Aquello nos causaba mucha risa, porque claramente era absurdo por mucho que el niño más dado a la escatología intentara reproducir la escena, días más tarde con un nuevo cucurucho, sacando de la boca el helado que se había introducido previamente. Vano – y desagradable – intento: como todo el mundo sabe, el helado solo se saborea una vez. Comer es un proceso irreversible. Como esta, cualquier escena vista al revés nos hace gracia de puro absurda: una flecha yendo hacia atrás y tensando un arco, un edificio reconstruyéndose solo después de una voladura controlada… son cosas que nunca veremos en la vida real porque lo hecho, hecho está. No se puede ir hacia atrás en el tiempo. Lo curioso es que, aceptando una descripción materialista del mundo, todos los fenómenos serían el resultado de movimientos atómicos que obedecen a las leyes de la física y – esto es lo extraño -, las leyes de la física son reversibles. Por ejemplo, si mi tío hubiera grabado con su cámara un planeta orbitando al Sol por efecto de la gravedad y pasado la película hacia atrás, hubiéramos visto exactamente lo mismo pero con el planeta girando en el otro sentido. La órbita seguiría siendo elíptica, barrería áreas iguales en tiempos iguales y su período de revolución al cuadrado seguiría siendo proporcional al cubo del radio orbital. La gravedad, el electromagnetismo y las fuerzas nucleares fuertes y débiles son – se cree -, reversibles. Entonces, ¿cómo pueden las leyes de la física explicar los procesos irreversibles? ¿Cómo pueden explicar el paso del tiempo?

La culpa la tiene el segundo principio de la termodinámica que recoge una de las reglas del mundo: siempre se pasa del orden al desorden, no al revés. Esto en palabras técnicas es lo mismo que decir que un sistema tiende a aumentar su entropía. La entropía mide la distribución aleatoria de un sistema de modo que un sistema altamente distribuido al azar tiene alta entropía. Un sistema en una configuración ordenada, o improbable, tendrá una tendencia natural a reorganizarse a una condición más probable, similar a una distribución al azar. En este proceso aumenta la entropía. Imaginemos que lanzamos al aire cuatro monedas. De las dieciséis configuraciones posibles solo dos son ordenadas (cuatro caras o cuatro cruces) por lo que será más probable encontrar las cuatro monedas en una configuración desordenada. Si tuviéramos miles de monedas sería altamente improbable – aunque no imposible – que todas fueran caras o todas fueran cruces.

Ahora imaginemos un suceso cotidiano como echar un chorro de leche en una taza de café. El resultado será un café con leche de color marrón, más claro cuanta más leche hayamos echado, pero uniformemente marrón. Desde luego sería rarísimo encontrar la mitad de la taza blanca y la otra negra, o a cuadros negros sobre fondo blanco. También parece imposible volver a separar los dos líquidos. El proceso de hacer el café con leche fue sencillísimo, pero deshacerlo requeriría una serie de manipulaciones en un laboratorio, no sé exactamente cuáles pero imagino que complicadas. ¿Por qué? Supongamos por simplificar que las moléculas de café son negras y las de la leche son blancas. Estas moléculas se moverán sin parar chocando unas con otras, más rápido cuanto más calientes sean los líquidos. Si nos fijamos en cualquier colisión concreta entre moléculas, veremos que se acercan, chocan y rebotan en un proceso reversible. O sea, si pasáramos al revés una hipotética película en la que hubiéramos grabado los choques, seguiríamos viendo moléculas chocar de la misma forma. De hecho no podríamos distinguir cuando la película va en un sentido o en otro porque las colisiones moleculares son reversibles. Ahora bien, el sistema café con leche en su conjunto estará formado de millones de moléculas que se mueven al azar y es fácil comprender que la probabilidad de que estas se dispongan formando una cuadrícula es ridícula. O de que se queden las negras en un lado y las blancas en otro. Lo más probable es que se mezclen completamente dando lugar a un líquido de color café con leche. A relaxing cup of café con leche.

El universo y la taza de café tienen en común que ambos son – supuestamente – sistemas aislados. Conforme el universo evoluciona, su entropía también va aumentando. Un viaje atrás en el tiempo implicaría disminuir la entropía y ya vimos que esto no es posible. Para no violar la segunda ley de la termodinámica, el tiempo tendría que ir en un sentido y no en otro. La flecha del tiempo nunca regresa.

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19 Respuestas a “El tiempo que fue

  1. El célebre físico teórico Brian Greene dice que el tiempo es lo que más le intriga, el misterio que más desearía desentrañar antes de morir: http://www.bbc.com/future/story/20120626-exploring-the-unknown-universe

    ¡¡Qué bien cuentas las cosas, Cristina!!🙂

  2. Gracias por el enlace y por tu comentario, Nicolás.

  3. Interesante post. Es especialmente gracioso eso de la taza de cafe con leche ajedrezada.

    Quiero contarte varias “cosas oídas o pensadas” sobre eso del tiempo para que me digas qué me digas desde tú saber de física qué te sugieren. Yo realmente no sé cual es su valor o su verdad.

    Una vez leí que la evolución parece contradecir la entropía. Quiero decir que el surgimiento de la vida (algo ordenado) parece ir en contra de la entropía. El hecho de que con el tiempo –otra vez el dichoso tiempo- los seres vivos se hayan ido haciendo cada vez más complejos (aunque solo sea porque parece más fácil ordenar una célula que muchísimas) también parece ir en contra de la entropía. ¿Qué sabes sobre eso?

    También he oído que el tiempo es la medida del movimiento. Sin cambio (sin movimiento –creo que para los griegos era lo mismo cambio y movimiento) el tiempo no existe. Y en ese sentido parece que el tiempo está ligado al espacio. Solo porque las cosas cambian en el espacio es por lo que hablamos del tiempo. Son ideas que he oído en algún sitio pero no sabría decir qué verdad es la que tienen. Me gustaría que me dijeras si es así.
    Supongo que recuerdas de tus años juveniles que Kant consideraba el espacio y el tiempo como algo que el sujeto aporta al conocimiento. No es que la realidad sea espacio-temporal. Somos nosotros los que lo somos. Cualquier cosa que percibamos lo haremos en un espacio y en un tiempo determinado. Esa es la razón por la cual cree que ambas son “FORMAS PURAS DE LA SENSIBILIDAD”. Es decir, son la forma en la que nosotros ineludiblemente captamos “la cosa en sí”. La cosa en sí, la realidad misma, el “noúmeno” lo llama Kant, no es espacio temporal pero lo que hasta nosotros llega de él solo puede ser captado “EN” el espacio y “EN” el tiempo. Creo recordar que algún físico famoso decía que le habían sido útiles estas reflexiones de Kant para su compresión del mundo.
    Cuesta pensar que tiempo y espacio no sean algo de la realidad.
    En el caso del tiempo, para intentar yo comprender que pudiera ser algo ajeno a las cosas, me lo represento como una película. No sé si vale el simil. Tú me dirás qué te parece. Imagina el rollo de una película de múltiples fotogramas. El rollo existe completo antes de su proyección en la pantalla. El rollo no tiene tiempo, (digamoslo así) es lo que es y está ya constituido de principio a fin. La película existe entera antes de proyectarse.
    Nuestra vida (nosotros, nuestra conciencia) es la pantalla. Somos la pantalla del cine y para la pantalla solo existe el fotograma presente, solo es consciente de la imagen que en aquel momento se está proyectando. Desde luego desconoce absolutamente los fotogramas siguientes, que son tan existentes previamente como el que se proyecta en el presente. Pero ella no los conoce. No conocemos el futuro y pensamos que está por hacer porque nos es desconocido. Si dotamos a la pantalla de memoria (es decir, que pudiera recordar los fotogramas que ha vivido) tenemos un símil de nuestra vida. Pero es una imagen de ella muy diferente de la habitual. Según esta comparación todo está ya hecho y dicho. Solo somos nosotros los que lo vivimos como “en movimiento”. La realidad no es temporal. Pero nosotros sí.

    Te las cuento para que me corrijas, matices, o me enseñes algo sobre ello. Y también para me digas: qué sugerentes comentarios!!! qué listo eres!!! qué lújo de comentarístas!!! (y esas cosas que se dicen) ja ja ja.

  4. Cuando te pido que me enseñes no me refiero a que me digas que sobra la tilde de “comentaristas”. Aunque soy un poco burro, eso ya lo sé yo solito.

  5. también sobra la tilde de “tu saber de física”.

  6. Loiayirga, tu comentario me ha parecido muy sugerente. ¡Vaya lujo de comentaristas!🙂

    Necesito algo de tiempo para escribir una buena respuesta pero contestaré.

  7. Loiayirga, planeas tantas cosas que no me extraña que Cristina tenga que tomar aliento para responderte… Voy a echarla una mano con alguna cosilla.

    Es verdad que parece que los seres vivos contradicen el 2º principio de la termodinámica, pero no sólo en la evolución, sino en su propia existencia: al crecer, el óvulo fecundado va desarrollando una complejidad, un orden, extraordinario, y luego se mantiene como una isla de orden, inmune a ese desordenamiento universal del que habla Cristina. ¿Qué pasa aquí con la entropía?

    Lo que pasa es que, en realidad, los seres vivos mantienen baja su entropía a base de aumentar la del ambiente. Suele decirse que necesitamos alimentarnos para obtener energía, pero en realidad nuestro cuerpo, al menos de adultos, tiene siempre la misma energía (salvo que engordemos). Necesitamos energía para realizar trabajo (en el sentido físico de la palabra: fuerza por desplazamiento) pero también, y sobre todo, para mantener nuestra temperatura corporal. Estamos perdiendo calor constantemente, y el calor es la forma de energía más desordenada, con más entropía. Esa energía la obtenemos de la comida, como energía química, que tiene menos entropía. Así que “ingresamos” una cantidad de energía (con los alimentos) y gastamos la misma cantidad de energía (al hacer trabajo y al perder calor). El balance de energía está equilibrado. Pero el balance de entropía no, porque la energía que ingresamos tiene poca entropía y la que gastamos tiene mucha. O sea, que el balance de entropía da una pérdida neta como resultado. Y eso tiene que ser así para compensar la creación de entropía en el funcionamiento del cuerpo. En resumen, la entropía en el cuerpo se mantiene constante y en el exterior (al convertir alimentos en calor) aumenta.

    Por otra parte, una cosa que no ha dicho Cristina es que el hecho de que aumente la entropía se debe en última instancia a que las condiciones iniciales del universo eran de muy baja entropía: todo estaba concentrado en un volumen minúsculo y por tanto muy ordenado. Por eso los movimientos aleatorios, con una probabilidad altísima, van a aumentar ese desorden. Pero en realidad la entropía puede disminuir sin que se viole ninguna ley física, sólo con que se cambien las condiciones iniciales. Bastaría tomar ahora todas las partículas del universo e invertir su velocidad instantáneamente para que la película fuera hacia atrás… por lo menos en la física clásica.

    Lo del tiempo de Kant es otra cuestión. A mí me gusta mucho la idea de Kant, aunque no llegaría a decir que el tiempo sólo existe en nosotros y no en la realidad. En realidad no lo sé. Es famosa la cita de Einstein en la carta de pésame por la muerte de su amigo Besso, cuando decía que para nosotros, los físicos, el tiempo es “tan sólo una ilusión”. He leído explicar esa frase diciendo que se refería a que todas las leyes físicas “de verdad” (microscópicas) son reversibles, pero yo sospecho que se refería más bien a que en la relatividad el tiempo deja de ser la magnitud absoluta que es en la física de Newton y se convierte en una coordenada más, casi igual que las coordenadas espaciales. Sin embargo, hay algo ahí que nunca he comprendido del todo, y supongo que tendría que repasarme los libros de relatividad para intentar entenderla. Porque, mientras en las dimensiones espaciales nos podemos mover casi a voluntad, en la dimensión temporal no podemos hacerlo, o al menos tenemos una libertad mucho menor.

    De modo que parece los fotogramas de esa película sólo los podemos ver uno a uno y con un ritmo casi fijo. Al menos los humanos. Si creemos que están en otra dimensión platónica (ya a mí me gusta mucho la idea), nos salimos de la física y entramos en la metafísica.

  8. El tiempo, ese artificio de Dios para impedir que todos los sucesos del Universo fuesen percibidos conjuntamente… No sé dónde lo leí, pero me pareció fascinante.

  9. Vaya, pues aquí andaba conectándome para tratar de responder a Loiayirga, cuando me he encontrado con este magnífico comentario de Pseudópodo. ¡Qué maravilla! Creo que no voy a añadir nada para no estropearlo, sobre todo en lo que respecta a Kant, que me supera un poco, y sobre el que me daba un poco de miedo de escribir… aunque la idea es similar a la expresada por San Agustín y hasta por el ‘anónimo’ citado por Nicolás, ¿no? Es un tema complicado y fascinante, en cualquier caso.

    Tengo pendiente de lectura el ‘Tao de la física‘, que explora los paralelismo entre la física moderna y las filosofías orientales (seguro que Pseudópodo lo ha leído) por tratar de entender las cosas desde otro punto de vista. En particular, la idea de tiempo, que para nosotros es inevitablemente lineal.

    Muchas gracias a todos por sus comentarios. ¡Qué lujo de comentaristas!

  10. Gracias Cristina… pero acabo de darme cuenta de que tengo una errata muy gorda, a ver si la puedes corregir: donde digo “la energía que ingresamos tiene poca energía y la que gastamos tiene mucha” debería decir “la energía que ingresamos tiene poca entropía y la que gastamos tiene mucha”.

    Sobre “El tao de la física” sí que lo leí hace mucho, y me gustó pero no sé cuanto me gustaría ahora. Fritjof Capra tiene cosas interesantes, pero creo que en ese libro en concreto llevaba demasiado lejos los paralelismos entre la física cuántica y el misticismo oriental (y de ahí viene mucha basurilla pseudocientífica al estilo de las cosas que dice Punset sobre la cuántica). Un libro muy recomendable sobre esto es La nueva mente del emperador (un título afín a tu blog🙂 ) de Penrose; de hecho, lo que cuento en el comentario recuerdo haberlo leído ahí. Pero llegaba un momento en el que me perdía, es duro de pelar…

  11. Corregido. Yo tampoco me había dado cuenta. No tengo perdón.

    Apunto también el libro de Penrose. Respecto a Capra, esa era la idea que tenía , que lo pierde el exceso de entusiamo místico (o new age, no sé como expresarlo). Me pasó con “Sabiduría insólita” del que hablé en esta entrada. Los primeros capítulos son geniales, pero en los últimos, dedicados a la medicina y a la psicología, hay un batiburrillo no demasiado serio. Aunque me interesa el tema, intentaré leerlo con espíritu crítico. Eso sí, me estoy planteando forrar la portada, no vaya a pensar la gente que estoy leyendo autoayuda new age🙂

    Gracias de nuevo por tu comentario.

  12. Uff, yo también forraría esa portada. Ahora que mencionas ese post, yo descubrí a Bateson gracias a Capra. Pero sí es verdad que cuando se pone New Age hay que ponerlo entre paréntesis. El libro de Penrose es impresionante en todos los sentidos, un tour de force que lo explica todo: el teorema de Gödel, los fractales, la Cuántica, la cosmología… todo para explicar su postura heterodoxa sobre la IA. Para estudiarlo con calma, pero merece la pena.

  13. Vaya, ya somos más los entusiastas de Penrose. Yo hablé de ese libro precisamente en un post que se titulaba “Los diez mejores libros de ciencia”, y coincido en recomendarlo… y en forrar ese libro de Capra. Ya nos contarás, Cristina

  14. Gracias, Juan y Pseudópodo. Primero leeré el de Capra (con forro) y cuando me devuelvan el carnet de la biblioteca, que tengo secuestrado con razón y como consecuencia de mi falta de solidaridad con los demás lectores, buscaré el de Penrose.

  15. Muy agradecido por las explicaciones. Ahora resulta que somos maquinitas de producir entropía. ¿Quiénes somos, de dónde venimos y a donde vamos? A ver si va a ser eso.
    Por otro lado: Conozco algunos alumnos en la ESO, que esa función la cumplen de cine. Del mismo modo que existe el ACNE (alumno con necesidades educativas especiales) debíamos inventar los AGEs (Alumnos generadores de entropía): aquellos que te revolucionan a los demás y te impiden dar la clase.

  16. Perdón. Me faltó lo que hace Pseudópodo y que tan expresivo queda:🙂

  17. Así es, Loiayirga, somos maquinitas de producir entropía. Por ejemplo tú, haciendome reír, has hecho aumentar remotamente mi entropía😉

  18. loiayirga me ha hecho reir también a mí, que btw soy otro entusiasta de Penrose🙂. Y en relación con el tiempo, una de las explicaciones resumidas pero a mi juicio más acertadas de lo que realmente dice la Relatividad Especial sobre el tiempo está en otro de los libros de Penrose, The Road to Reality, cuando habla de la duración como una “longitud” en el espacio-tiempo y analiza de manera clarísima la (pseudo)paradoja de los gemelos.

  19. Sigo sin leer a Penrose. Algo tendré que hacer.

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