El libro El orden del tiempo de Carlo Rovelli trata sobre la naturaleza del tiempo y su relación con el universo. La idea principal del libro es que el tiempo no es una entidad independiente, sino que es una característica emergente de la interacción de los objetos en el universo.
Rovelli argumenta que el tiempo no fluye de manera uniforme, sino que es relativo a la perspectiva del observador y al contexto físico. El libro explora conceptos como el tiempo circular, la irreversibilidad del tiempo y la idea de que el tiempo puede ser una ilusión.
Además, Rovelli discute cómo la física cuántica y la relatividad general han cambiado nuestra comprensión del tiempo y cómo estas teorías podrían ayudar a resolver algunos de los misterios del universo.
Cuál es la novedad o nueva aportación de este libro de Rovelli?
La aportación más notable de El orden del tiempo de Carlo Rovelli es su visión novedosa del tiempo como una característica emergente de la interacción de los objetos en el universo, en lugar de una entidad independiente.
Esta idea desafía la concepción usual del tiempo como algo lineal y uniforme, y ofrece una nueva forma de entender cómo funciona el tiempo a nivel cuántico y cómo se relaciona con el espacio y la gravedad.
Además, Rovelli ofrece una síntesis única de la física cuántica y la relatividad general, dos teorías que han revolucionado nuestra comprensión del universo pero que a menudo se consideran mutuamente excluyentes. Rovelli argumenta que ambas teorías pueden complementarse y ofrecer una mejor comprensión del tiempo y del universo.
Principales ideas de El orden del tiempo
- El tiempo no avanza de manera uniforme y está fundamentalmente relacionado con el calor.
- Einstein demostró que el tiempo cambia con la velocidad y nos dio una nueva noción del tiempo y el espacio.
- La mecánica cuántica ha llevado a tres descubrimientos fundamentales del espacio y el tiempo.
- El mundo está hecho de acontecimientos, no de cosas, y no existe una variable privilegiada del tiempo.
- El tiempo es un “fenómeno emergente” que surge de nuestra percepción del mundo.
- El sol es la fuente de toda la vida y la historia humana en la Tierra.
- La experiencia del tiempo es una creación de nuestra mente.
El tiempo no avanza de manera uniforme y está fundamentalmente relacionado con el calor.
Las apariencias pueden ser engañosas. Ésa es una de las primeras lecciones de las ciencias. Después de todo, si confías sólo en tus ojos, es probable que termines creyendo que el mundo es plano. Lo mismo ocurre con el tiempo. En la vida cotidiana, vemos el tiempo como un movimiento uniforme hacia adelante, algo que simplemente sucede, como el tictac de un reloj eterno que escapa completamente a nuestro control. Pero esa es una suposición falsa.
En realidad, el tiempo pasa a diferentes velocidades en diferentes lugares. Compara dos relojes, uno situado al nivel del mar y el otro en lo alto de las montañas, y verás que este último funciona más rápido. Colocar un reloj en el suelo y otro sobre una mesa tiene el mismo efecto: las diferencias son minúsculas y necesitarías un reloj de precisión para comprobarlo, pero el segundo reloj siempre funcionará más rápido.
No es sólo el tiempo el que se ralentiza cuando se mide a un nivel inferior: todos los procesos lo hacen. Haga un experimento mental simple: dos amigos de la misma edad se separan. Uno de ellos se va a vivir a una playa y el otro a lo alto de una montaña. Años más tarde se conocen. ¿El resultado? El montañés habrá envejecido más y vivido más que su amigo de las llanuras. ¡Incluso sus plantas de interior habrán crecido más!
Parece imposible, pero no existe una medida de tiempo objetiva o “verdadera” que pueda aplicarse tanto en las montañas como al nivel del mar. Eso es porque los tiempos son relativos entre sí. Cada punto de un mapa tiene su propio tiempo. Ésa, para decirlo en términos simples, fue la idea central de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein.
Como si esto no fuera suficientemente desconcertante, el calor también juega un papel en esta dinámica. De hecho, el calor y el tiempo comparten una similitud fundamental: ambos sólo pueden viajar en una dirección. El tiempo pasa del pasado al futuro, mientras que el calor siempre pasa de los objetos más calientes a los más fríos.
En ambos casos, revertir ese movimiento es imposible. Pero aquí es donde las cosas se ponen realmente interesantes: sólo podemos distinguir el pasado y el futuro gracias al calor.
Analicemos eso. El pasado se distingue del futuro por el cambio. Pero el cambio sólo es posible si hay movimiento. Y si realmente lo analizamos, el movimiento es simplemente calor: el movimiento de moléculas a nivel microscópico. En otras palabras, sin calor, nada se movería, y el pasado, el presente y el futuro serían poco más que una masa indistinguible.
Einstein demostró que el tiempo cambia con la velocidad y nos dio una nueva noción del tiempo y el espacio.
Hemos visto que el tiempo pasa a diferentes velocidades en diferentes lugares, pero ¿sabías que también pasa a diferentes velocidades en el mismo lugar? Eso es algo que Albert Einstein descubrió a principios del siglo XX cuando vinculó el paso del tiempo con la velocidad a la que se mueven los objetos. Más concretamente, Einstein demostró que el tiempo se ralentiza cuando nos movemos rápidamente. Eso significa que el tiempo pasa más lentamente para una persona en movimiento que para alguien que está quieto.
Esta relación entre tiempo y velocidad significa que nuestra noción común de “ahora” o “el presente” es básicamente absurda. ¿Por qué? Bueno, imagina que tienes una hermana en un planeta distante (digamos Próxima b) a cuatro años luz, o alrededor de 38 billones de kilómetros, de distancia. De repente se te cruza por la cabeza y te preguntas qué está haciendo ella «ahora mismo». Coges un telescopio y lo apuntas a Proxima b. ¿Que ves?
Bueno, no el momento presente en ese planeta. Un año luz es la medida de la distancia que recorre la luz en un año. Proxima b está a cuatro años luz de la Tierra, así que cuando miras a través de tu telescopio, ¡en realidad estás viendo lo que estaba haciendo tu hermana hace cuatro años! Pero esta es la cuestión: incluso si intentaras descubrir qué hará ella dentro de cuatro años, todavía no estarías en el “ahora” de Próxima b; después de todo, para entonces, ella podría estar de regreso en la Tierra y ¡Años por delante en el tiempo terrestre!
Esto demuestra que “el presente” sólo funciona realmente como concepto cuando lo aplicamos a las cosas que nos rodean. Esta comprensión de la relatividad del tiempo fue el gran regalo que nos hizo Einstein. Antes de que él apareciera, el tiempo se entendía como lo había sido desde la época de Newton: es decir, como una medida absoluta que era cierta independientemente del movimiento o cambio. De manera similar, se pensaba que el espacio era independiente de las cosas que contenía. Eso cambió después de Einstein. Por primera vez, el espacio y el tiempo fueron concebidos como entrelazados en una geometría singular y compleja.
La mecánica cuántica ha llevado a tres descubrimientos fundamentales del espacio y el tiempo.
Ahora sabemos que el tiempo no es una secuencia fluida de acontecimientos bien ordenados que van del pasado al presente y al futuro. También hemos visto que un acontecimiento “en el tiempo” no puede separarse del espacio en el que tiene lugar. Entonces, ¿qué es exactamente el tiempo? Bueno, echemos un vistazo más de cerca a cómo entienden el concepto los físicos contemporáneos.
El mejor lugar para empezar es la mecánica cuántica. Se trata básicamente de una forma de estudiar la naturaleza centrándose en sus componentes más pequeños, los llamados cuantos. Estos son los componentes básicos de todas las entidades físicas. Van desde pequeños “paquetes” de luz y energía hasta partículas elementales que constituyen el mundo material. El análisis de los cuantos ha dado lugar a tres descubrimientos innovadores.
La primera se conoce como granularidad. Los físicos han llegado a comprender que la energía y la materia están «cuantificadas». En otras palabras, están agrupados en pequeños grupos en lugar de fluir libremente entre diferentes valores. Esto, a su vez, ha llevado a la conclusión de que el tiempo no fluye continuamente, sino que adopta ciertos valores discretos. El resultado de esa visión es que el tiempo, al igual que el mundo material, está formado por pequeños granos. ¿Qué tan diminutos son? Bueno, la unidad de tiempo más pequeña, el tiempo de Planck, es de sólo 10 a 44 segundos. ¡Eso es uno dividido por uno seguido de 44 ceros!
El segundo descubrimiento es la indeterminación. Esto se reduce a la imposibilidad de predecir con precisión dónde aparecerá un milisegundo después un electrón que ha sido observado en un momento determinado. Entre las dos observaciones, la posición precisa del electrón es prácticamente imposible de precisar; todo lo que los científicos pueden hacer es hacer conjeturas probabilísticas. El tiempo también es indeterminado: fluctúa entre el pasado, el presente y el futuro y los acontecimientos pueden tener lugar tanto antes como después de otros acontecimientos.
Finalmente, está la naturaleza relacional del mundo. Si los científicos quieren observar electrones, tienen que estudiar su interacción con otros objetos físicos. En otras palabras, los electrones sólo pueden conocerse a través de sus relaciones con otras formas de materia. Lo mismo ocurre con el tiempo. Si se quiere analizarlo hay que fijarse en la red de relaciones que lo definen.
El mundo está hecho de acontecimientos, no de cosas, y no existe una variable privilegiada del tiempo.
Los faraones del antiguo Egipto y los monarcas que alguna vez gobernaron Francia podrían haberse considerado eternos, pero incluso los imperios e instituciones más grandes se desvanecen y se desmoronan. La historia fluye y refluye; la única constante es el cambio.
Los físicos tienen una visión similar del mundo. Según ellos, la Tierra no se compone de cosas, sino de acontecimientos. Lo que realmente importa no son sustancias y entidades concretas sino acontecimientos, procesos y sucesos . Nada, en definitiva, lo es, pero todo sucede. En otras palabras, el mundo está en un constante estado de flujo y devenir, en lugar de estancamiento. Entonces, ¿qué significa eso realmente en la práctica?
La diferencia entre cosas y eventos es su duración: cuánto duran en el tiempo. Una piedra, por ejemplo, suele definirse como una cosa, mientras que un beso se considera un acontecimiento. La piedra durará miles de milenios más que el beso, un momento fugaz. Pero cuando te alejas y adoptas una perspectiva verdaderamente a largo plazo, las cosas se ven diferentes. Después de todo, una piedra no es más que una interacción de partículas. Con el tiempo, incluso la roca más resistente se convertirá en polvo a medida que esas relaciones se rompan. Desde esa perspectiva, ¡incluso algo tan parecido a una piedra comienza a parecer un evento realmente largo!
Esa visión del mundo también influye en la forma en que los científicos entienden el tiempo. Normalmente sólo decimos que algo es real si existe en el aquí y ahora. Todo lo demás ya ha concluido o es meramente hipotético. Los filósofos llaman a esta forma de pensar presentismo. Pero eso simplemente no concuerda con los hallazgos de los físicos. Entonces, ¿cuál es la alternativa?
Bueno, como hemos visto, el presente no se puede definir globalmente, porque cada punto del espacio tiene su propio tiempo. También sabemos que el tiempo no es una sucesión ordenada de acontecimientos desde el pasado hasta el presente y el futuro. Eso significa que todo lo que existe en cualquiera de estos tres períodos de tiempo debe ser igualmente real; llámelo eternidad.
Como resultado, los físicos han abandonado todos los intentos de aplicar variables de tiempo independientes a las ecuaciones que utilizan para describir el mundo. En el nuevo campo de la gravedad cuántica, por ejemplo, los científicos han abandonado la idea de mapear cómo cambian las cosas en el tiempo y, en cambio, centran sus energías en describir cómo cambian las cosas entre sí.
El tiempo es un “fenómeno emergente” que surge de nuestra percepción del mundo.
Como hemos visto, cuadrar la comprensión del tiempo de los físicos con nuestras nociones cotidianas es bastante complicado. Pero hay una manera de reconciliar nuestras propias experiencias con los conocimientos de la física moderna: el concepto de fenómenos emergentes.
Imaginemos un grupo de escolares que han decidido jugar un partido de fútbol. Lo primero que tendrán que hacer es dividirse en dos bandos opuestos. Digamos que lo hacen simplemente lanzando una moneda. Pero una vez elegidos los dos equipos, no tiene mucho sentido preguntar dónde estaban antes de formarse. No estaban por ningún lado.
Entonces, ¿de dónde vinieron? Bueno, surgieron como resultado del lanzamiento de la moneda. En otras palabras, son un fenómeno emergente. Es útil pensar en el tiempo en términos similares. No existe “ahí afuera” en el mundo como un estándar objetivo; más bien, surge como resultado de nuestra percepción particular del universo.
En el centro de esa visión del mundo está la idea de que el tiempo fluye. Sin embargo, esto se debe a lo que los físicos llaman entropía. Así es como funciona: la única manera de distinguir el pasado, el presente y el futuro es observando el cambio. Si todo sigue igual, esos tres períodos de tiempo se vuelven imposibles de separar: todo parece igual. Sin embargo, el cambio se debe a un aumento de la entropía.
Pero ¿qué es exactamente la entropía? Bueno, es básicamente una forma de cuantificar qué tan ordenadas están las cosas. La entropía baja se refiere a un alto grado de orden, mientras que la entropía alta se refiere a un desorden creciente. Si su automóvil nuevo comienza a oxidarse y desmoronarse, por ejemplo, puede estar seguro de que la entropía ha aumentado.
Y, según la segunda ley de la termodinámica, la entropía siempre aumenta: eso es lo que garantiza que el flujo del tiempo siempre se mueva en la misma dirección. Pero esa visión también podría ser un reflejo de nuestra posición en el universo. Si pudiéramos encontrar una perspectiva diferente, las cosas podrían verse completamente diferentes. En otras palabras, el aumento de la entropía no garantiza que el tiempo realmente fluya en la dirección que creemos.
El sol es la fuente de toda la vida y la historia humana en la Tierra.
Lo más probable es que te hayan inculcado estos dos conceptos básicos en tus clases de física de la escuela secundaria. En primer lugar, todo lo que hacemos requiere energía. En segundo lugar, la energía no se puede crear ni destruir, sólo transferirse, por ejemplo en forma de calor. Eso significa efectivamente que la energía siempre se conserva. Pero aquí surge un dilema: si la energía siempre se conserva, ¿por qué tenemos que reabastecerla constantemente?
Para responder a eso, debemos volver al concepto de entropía. Lo que mantiene las cosas en movimiento no es en realidad energía, sino una baja entropía o un alto orden. En otras palabras, lo que realmente marca la diferencia son las fuentes de energía concentradas, que pueden transformarse en energía más desordenada. De hecho, cada cambio en la Tierra –cada causa y cada efecto– está impulsado por una entropía creciente. La historia humana es un proceso que comienza con una entropía baja, que gana niveles de entropía cada vez más altos hasta el presente. Si la entropía no aumentara, el cambio sería simplemente imposible. Y sin cambios, no percibiríamos el paso del tiempo, ¡haciendo la historia misma inconcebible!
Entonces, ¿qué impulsa la entropía en la Tierra? Bueno, en resumen, el sol, una rica fuente de baja entropía lo suficientemente cerca de nuestro planeta como para que sea utilizable. Así es como funciona. El sol irradia fotones calientes (partículas de luz) hacia la Tierra. La Tierra, en cambio, emite diez fotones más fríos por cada fotón caliente que recibe. Estos tienen menos energía, equilibrando así la cantidad de energía recibida y emitida.
Sin embargo, un fotón caliente tiene considerablemente menos entropía que diez fotones más fríos. Eso significa que el sol sirve como una fuente inmediata de baja entropía, que la Tierra puede utilizar para impulsar sus propios procesos, ya sea quema de madera o agua rompiendo una presa. Como resultado, la entropía baja se transforma en entropía alta. Eso se aplica a todos los seres vivos. Las reacciones químicas en el cuerpo humano, por ejemplo, dependen de la energía de baja entropía del sol. Mientras tanto, la fotosíntesis permite que las plantas almacenen energía a la que los animales y los humanos acceden al comerlas.
La experiencia del tiempo es una creación de nuestra mente.
Hemos cubierto mucho terreno en estos apartados, así que concluyamos volviendo a nuestro punto de partida: nuestra propia relación con el tiempo. Es un lugar apropiado para terminar, ya que es el mayor enigma de todos. Sabemos que el tiempo no es una característica universal del mundo y, sin embargo, sería difícil imaginar la vida humana sin el paso del tiempo. Entonces, ¿de dónde viene nuestra percepción del tiempo? Bueno, básicamente se trata de nuestra visión subjetiva del mundo. En otras palabras, es una parte central de lo que nos da nuestra identidad como humanos.
Eso tiene tres componentes. El primero es nuestro punto de vista, nuestra identificación con una forma particular de ver el mundo y el punto de vista desde el que procesamos y asimilamos la información. En segundo lugar, tendemos a dividir esa información en partes más pequeñas que nos facilitan la comprensión del mundo. Basta pensar en la forma en que reunimos un conjunto de materia rocosa y le damos el nombre de «Mont Blanc». Más importante aún, consolidamos los diversos procesos que constituyen a otros seres humanos para darnos una mejor idea de lo que realmente es un ser humano. Y ese movimiento intelectual da forma a nuestra visión del mundo y determina cómo interactuamos con los demás. En otras palabras, nuestra noción de nosotros mismos no se forma a través de la introspección, sino a través de la interacción.
El tercer componente de nuestra identidad es nuestra memoria. Nuestras experiencias del Mont Blanc o de otra persona no se almacenan al azar en nuestra mente; de hecho, están archivadas cuidadosamente en fichas ordenadas cronológicamente, marcando distintos capítulos de nuestro pasado. Eso nos permite concebir el mundo como el producto de una cadena histórica de acontecimientos, y nuestras propias vidas como arcos narrativos que conectan el pasado con el presente y, a través de la anticipación, el presente con el futuro.
Y de ahí proviene nuestra comprensión del tiempo: el almacenamiento sistemático de información y experiencias experimentadas y subjetivas. En otras palabras, el tiempo tiene sus raíces en el funcionamiento interno de la mente y nos convierte en quienes somos como especie.
Resumen final
El tiempo –al menos en la forma en que lo imaginamos día a día– simplemente no existe. La física moderna muestra que el tiempo no se parece en nada a un reloj, que avanza firmemente hacia el futuro a una velocidad regular. De hecho, su movimiento depende de dónde te encuentres y de qué tan rápido te muevas. Introduzca años luz en la ecuación y pronto descubrirá que el concepto de «presente» es básicamente absurdo. Pero eso no significa que nuestras nociones comunes sean inútiles, incluso si son erróneas. De hecho, se puede argumentar bastante bien que es nuestro sentido ordinario del tiempo cronológico lo que nos hace humanos.