Alberto Casas, doctor en Física Teórica: «El paso del tiempo podría ser una ilusión»

la medición del tiempo, tal y como la conocemos, es una invención humana que surgió gradualmente con el paso de las distintas civilizaciones. Las antiguas civilizaciones como los sumerios y babilonios fueron pioneros en la creación de los primeros calendarios, y los egipcios fueron los primeros en utilizar relojes de sol y agua para medirlo.

Más tarde, Sandford Fleming fue fundamental en la creación del sistema horario moderno basado en 24 horas y los husos horarios. Desde Aristóteles, pasando por Newton y Einstein, el tiempo y su concepción ha sido un fenómeno de debate entre las grandes mentes de la humanidad.

Para intentar arrojar un poco de luz a un concepto tan abstracto y amplio como es el tiempo, Alberto Casas –doctor en Física Teórica y profesor en el Instituto de Física Teórica de Madrid– ha relatado a El Debate como esta cuestión está más viva que nunca, a pesar de que la física aún no tiene una respuesta definitiva. A través de su libro La ilusión del tiempo, Casas analiza con este ensayo el viaje por el concepto más enigmático del universo.

–¿Qué te motivó a escribir, en este caso, una obra, un ensayo sobre el tiempo, siendo un tema tan complejo y tan amplio?

–Bueno, es una cuestión que me ha fascinado desde hace muchos años. El año pasado escribí un artículo para una revista online sobre el tiempo y su interpretación física, y tuvo muy buena acogida. Me di cuenta de que era un tema que interesaba a mucha gente, y a partir de ahí surgió la idea de escribir un libro sobre ello.

–De todos los capítulos y ramas que aborda el libro, ¿hay alguno que te llame más la atención, no solo como escritor, sino también como divulgador y experto en la materia?

–En el libro se recogen sobre todo las perspectivas sobre el tiempo desde la teoría de la relatividad, la física estadística y la mecánica cuántica, y cada una de ellas aporta algo sorprendente, algo que choca contra la intuición convencional. Quizá el hecho más intrigante tiene que ver con la entropía y la posibilidad de que el paso del tiempo que sentimos sea una construcción creada por nuestra mente.

Intuitivamente nos parece que el tiempo transcurre igual de rápido en todas partes, pero la teoría de la relatividad nos enseña que no es asíAlberto CasasDoctor en Física Teórica y profesor en el Instituto de Física Teórica de Madrid

–A lo largo del libro se recorren distintos momentos de la historia científica mundial: desde Newton hasta el Big Bang. Nos remontamos a millones de años. ¿Fue fácil o difícil incorporar tantas teorías? ¿Hubo alguna que te llamó la atención pero decidiste no incluir?

–Tenía claro desde el principio que quería ofrecer la perspectiva sobre el tiempo desde esas tres ramas: relatividad, física estadística y mecánica cuántica. Hubo alguna más que me habría gustado incluir, concretamente la teoría cuántica de campos –que es una versión más avanzada de la mecánica cuántica–, pero por falta de espacio no la incluí. También dejé fuera teorías más especulativas, como la teoría de cuerdas.

–Desde el primer momento, ¿tenías claro centrarte en esas tres teorías, o el enfoque fue evolucionando durante la escritura?

–Diría que el esquema final del libro se corresponde bastante con la idea inicial, aunque naturalmente a lo largo de la escritura descubres o profundizas en conceptos que no habías tenido en cuenta. Escribir sobre un tema, tratando de llegar a sus entresijos más profundos y transmitirlos, implica también aprender muchas cosas.

–Más allá de la dificultad de escribir sobre temas que dominas, también está el reto de hacerlo entendible para el público general, no solo para expertos. ¿Cómo afrontaste ese equilibrio?

–En efecto, es un reto, pero también es sumamente interesante y entretenido. En ese sentido, parte del libro consiste en introducir los conceptos esenciales de relatividad, física estadística y mecánica cuántica necesarios para entender la perspectiva que cada una ofrece sobre el tiempo. Mi intención era que, sin perder nada de rigor, el libro fuera accesible para todo el mundo. Espero haberlo conseguido.

–A lo largo del libro se explora la tensión entre lo que intuimos como el tiempo (lo que sentimos) y lo que dice la ciencia, la física y la cosmología...

–Sí, es correcto. Todos tenemos una idea intuitiva de lo que es el tiempo. La física nos ayuda a diseccionar ese concepto y a mostrar sus propiedades, que a menudo no concuerdan con nuestra experiencia ordinaria.

–¿Tienes algún ejemplo concreto de dónde nuestra intuición falla frente a los modelos científicos?

–Sí, varios. Por ejemplo, intuitivamente nos parece que el tiempo transcurre igual de rápido en todas partes, pero la teoría de la relatividad nos enseña que no es así. En los lugares donde el campo gravitatorio es mayor, el tiempo transcurre más lento. Esto sucede no solo en agujeros negros o estrellas de neutrones, sino también a escalas domésticas, aunque no podamos percibirlo.

No hay un presente objetivo y global del universoAlberto CasasDoctor en Física Teórica y profesor en el Instituto de Física Teórica de Madrid

Cuando estamos de pie, el tiempo avanza un poco más rápido en nuestra cabeza que en nuestros pies, porque el campo gravitatorio es mayor en estos últimos. A lo largo de una vida, la cabeza llega a ser una millonésima de segundo más vieja que los pies. Este efecto se ha comprobado experimentalmente con relojes atómicos, incluso con diferencias de altura tan pequeñas como un milímetro. Así que la intuición de que el tiempo transcurre igual en todos los sitios no es correcta, aunque las diferencias sean imperceptibles en la vida ordinaria.

Otro ejemplo interesante es la idea del presente. Nos parece que en un momento dado el Universo tiene una configuración concreta y que esa es la única realidad existente. Sin embargo, la física muestra que para otro observador los hechos simultáneos son distintos. Por lo tanto, no hay un presente objetivo y global del Universo; eso es solo una buena aproximación en nuestras escalas cotidianas.

–Una de las grandes preguntas que pueden hacerse los lectores es si el paso del tiempo es real o una ilusión. ¿Cuál es tu posición tras escribir el libro?

–Es una pregunta interesantísima, y la física misma se la plantea. Diría que la respuesta no está clara todavía. En las leyes de la física, salvo quizá en algunas interpretaciones de la mecánica cuántica, no hay nada que diga que el tiempo «pasa». Las ecuaciones describen correlaciones entre hechos que ocurren en distintos instantes, pero no establecen que los hechos del pasado ya hayan ocurrido y los del futuro aún no.

Es verdad que la física tampoco prohíbe que el tiempo realmente transcurra, pero lo interesante es que no es necesario asumirlo para entender por qué nos parece que lo hace. En ese sentido, tiendo a pensar que el paso del tiempo es en efecto una ilusión: todos los instantes existirían en pie de igualdad, pero desde nuestra perspectiva nos parece que unos instantes ya ocurrieron y otros aún no.

–Cuando hablamos del tiempo también surgen términos como entropía y termodinámica. ¿Qué papel juegan en su concepción?

–La entropía es un concepto esencial de la física y juega un papel central para entender por qué nos parece que el tiempo pasa. Simplificando, podríamos decir que la entropía de un sistema físico mide su grado de desorden y, por razones puramente estadísticas, ese desorden tiende a aumentar. Por motivos que desconocemos, la entropía en la época del Big Bang era muy pequeña, y cuanto más nos alejamos de ese momento, mayor es la entropía. Esto es lo que expresa la segunda ley de la termodinámica.

Desde este punto de vista, el pasado y el futuro son la colección de hechos con menor y mayor entropía, respectivamente (más cerca o más lejos del Big Bang). Y por razones puramente estadísticas solo se forman registros y memorias de los eventos con menor entropía, es decir, de lo que llamamos pasado. Por eso, y no por otra razón, tenemos recuerdos del año pasado y no del año que viene.

–A lo largo del año que estuviste escribiendo, ¿hubo alguna teoría o idea que te sorprendiera especialmente?

–Simpatizo desde hace muchos años con la teoría de los muchos mundos, que es una interpretación de la física cuántica muy sugerente, que conduce a la bifurcación del tiempo en todas las posibilidades potenciales. Relacionada con ella, hay una hipótesis, llamada modelo de Page-Wootters, que no había explorado a fondo, y que me pareció muy interesante.

En las leyes de la física, salvo quizá en algunas interpretaciones de la mecánica cuántica, no hay nada que diga que el tiempo «pasa»Alberto CasasDoctor en Física Teórica y profesor en el Instituto de Física Teórica de Madrid

Según este modelo, el Universo sería completamente estático y el tiempo no existiría realmente. Nosotros, como sistemas físicos, estaríamos en una superposición de estados, cada uno correspondiente a un valor de un parámetro que luego identificamos como tiempo. En esa visión, existimos simultáneamente en todos los instantes, pero desde cada uno de ellos nos parece que solo vivimos ese momento y solo podemos «recordar» los «instantes pasados», lo que genera la sensación psicológica de que el tiempo fluye. Es una teoría bien fundamentada en la mecánica cuántica, pero aún muy especulativa.

–En la sociedad actual, tan visual, cobran protagonismo las películas que abordan estos temas. Se me ocurren Origen o Interstellar, de Christopher Nolan. ¿Cómo crees que estas representaciones artísticas influyen en la comprensión científica del tiempo?

–Creo que pueden ayudar, sobre todo a motivar a la gente para interesarse por estos temas. Interstellar, por ejemplo, describe con bastante exactitud cómo transcurre el tiempo cerca de un agujero negro, y lo utiliza muy bien dentro de la trama. Es una película que me encanta.

Eso sí, incluso en las películas más rigurosas hay una parte de fantasía, lo cual es lógico: son obras de ficción y buscan entretener. Siempre hay licencias narrativas que no se corresponden exactamente con lo que dice la física, y eso ocurre también en Interstellar.