Crean un 'universo en miniatura' para medir el tiempo sin relojes: "Se demuestra por primera vez que se puede definir a partir de cambios internos"

Un estudio de la Universidad de Birmingham -liderado por el investigador Giovanni Barontin--ha conseguido replicar con éxito las condiciones ambientales de un espacio en el que el tiempo se origina con el movimiento de partículas. El objetivo era el de analizar la pregunta fundamental "¿Qué es el tiempo?" y cómo se puede originar y medir si no hay relojes de por medio. 

Tal y como se ha dado a conocer en un comunicado, se ha conseguido desarrollar "un nuevo modelo científico en el que una versión del tiempo emerge desde dentro del experimento". En otras palabras: han creado un sistema cerrado, que imita -de forma muy simplificada- las condiciones del cosmos.

La fórmula matemática clave para 'calcular' el tiempo sin relojes

¿Para qué se crea esta versión reducida del universo? La clave está en una fórmula matemática llamada 'Wheeler-DeWitt'. El equipo de investigación explica que esta "sugiere que, a más nivel de profundidad -en el universo-, no existe una construcción del tiempo como tal, sino que existe como una única forma cuántica ininmutable, donde las partículas tienen particularidades de ondas y de partículas al mismo tiempo".

"Se trata al universo como un todo unitario en el que no hay relojes externos y donde el sentido del tiempo emerge de las relaciones internas entre las diferentes partes", continúan.

El experimento en cuestión se ha centrado, precisamente, en recrear las condiciones -lo más fidedignamente posibles- para que estos movimientos y estados de partículas se lleven a cabo. De hecho, lo han conseguido: han podido observar este movimiento dentro del ecosistema que han fabricado, pudiendo observar cómo se originan estos cambios y 'midiendo' el tiempo. Pero sin utilizar relojes.

¿Cómo se ha creado este 'universo'?

La escala inconmensurablemente más reducida es el punto principal de partida. Es imposible recrear en un laboratorio todo lo que tiene el universo que conocemos. Así que han tomado los ingredientes principales para recrear dichas condiciones:

Las partículas se separaban en "zona brillante" y "zona oscura". Y lo que determinaron en el estudio fue lo siguiente: cuando las partículas se movían a la zona brillante, se consideraba que estas 'avanzaban' en el tiempo. Pero si se detenía ese movimiento, entonces el tiempo se 'paraba'. 

"El sector 'brillante' se expande y se contrae repetidamente, experimentando algo similar a un Big Bang y un Big Crunch: un escenario hipotético en el que la expansión del cosmos finalmente se invierte. El experimento permite reconstruir la secuencia de eventos desde dentro del propio miniuniverso, sin ninguna referencia a un reloj de laboratorio externo", explican. 

Se ha observado que el tiempo tiene una 'dirección'

¿Por qué se consideraba que el tiempo 'avanzaba' cuando se movían las partículas hacia la zona brillante? Porque sólo se movían en esa dirección, y esto da una "flecha del tiempo clara", explican los investigadores. 

En este sentido, Barontini, quién ha liderado el estudio, ha afirmado que esto "aporta la primera evidencia experimental controlada de que el tiempo se puede definir a partir de los cambios internos de un sistema, en lugar del 'tic tac' externo que solemos asociar con lo que es el tiempo", concluye.