Una cita a menudo atribuida erróneamente a Albert Einstein, pero que en realidad se atribuye al escritor de ciencia ficción Ray Cummings: “El tiempo es lo que impide que todo suceda a la vez”, todavía se considera el resumen más sucinto de una de las propiedades más fundamentales del universo. Para Newton, el tiempo transcurre uniformemente fuera del mundo material; mientras que la teoría de la relatividad de Einstein muestra que el tiempo es inseparable del espacio y se expandirá y contraerá bajo la acción de la aceleración y la gravedad.Después de estas dos teorías, queda una pregunta clave sin respuesta: ¿Qué es lo que impide que todo suceda al mismo tiempo?

Para ello, Giovanni Barontini, físico de la Universidad de Birmingham (Reino Unido), optó por "volver al punto de partida" y "crear" un nuevo microuniverso en el laboratorio para observar cómo "nacía" el tiempo desde cero. El universo que construyó es, por supuesto, mucho más simple que el que vivimos, y consta de sólo unos 24.000 átomos de rubidio. Los átomos se enfriaron a temperaturas extremadamente bajas, cercanas al cero absoluto, y se vieron obligados a compartir el mismo estado cuántico, formando lo que se conoce como condensado de Bose-Einstein. Posteriormente, esta materia condensada se dividió artificialmente en dos partes: una parte podía medirse directamente con instrumentos y la otra permanecía "oscura" y aislada de las observaciones externas.

En este sistema, el equipo de investigación permitió que el "universo aislado" sufriera una evolución similar a la expansión, y al mismo tiempo permitió que las ondas cuánticas viajaran de un lado a otro entre los dos "subuniversos". A través de este proceso, Barontini obtuvo un modelo experimental que era lo suficientemente análogo al universo real como para probar un marco teórico controvertido pero atractivo. Este modelo corresponde al llamado "marco Wheeler-DeWitt" en física, que intenta unificar matemáticamente la relatividad general y la mecánica cuántica, tratando todo como parte de la función de onda general, incluyendo no sólo la materia y el espacio, sino también el tiempo mismo.

En la experiencia tradicional, estamos acostumbrados a tratar el tiempo como un "reloj" externo, como si todos los eventos del universo se alinearan para ocurrir en la escala de este reloj. El experimento de Barontini proporciona otra perspectiva: el tiempo puede definirse completamente mediante cambios dentro de un sistema cerrado, sin ningún reloj externo. En una nota publicada por la Universidad de Birmingham, señala que esta investigación es la primera en demostrar en un experimento controlado que el "tiempo" puede entenderse como un producto de cambios en el estado interno de un sistema, más que como una cantidad independiente que imaginamos que funciona externamente. Esta perspectiva proporciona nueva evidencia de la naturaleza del tiempo en la teoría de la gravedad cuántica, sugiriendo que en algunos casos, utilizar el "tiempo interno" para describir la evolución del sistema puede ser tan válido como el "tiempo externo" tradicional.

Según el marco de Wheeler-DeWitt, “antes” y “después” ya no son etiquetas de tiempo absolutas, sino atributos que emergen naturalmente de la evolución del grado de desorden dentro del sistema. En este experimento, este desorden - conocido como entropía - puede verse como una descripción matemática de la "pérdida" gradual de información cuántica a medida que el universo se expande. Al medir repetidamente las características de este "miniuniverso" de átomos fríos de rubidio a medida que se expandía y contraía, Barontini pudo establecer una "secuencia de eventos" ordenada para estos cambios. Esta secuencia muestra una dirección similar al "tiempo" en nuestra intuición: fluye en una dirección a lo largo de la dirección del aumento de entropía, y "se hará más rápido" o "más lento" con la tasa de cambio de entropía.

Los modelos cosmológicos actuales todavía tienen serias lagunas a la hora de describir la relación entre la gravedad macroscópica y el mundo cuántico microscópico, dejándonos casi sin comprensión de los verdaderos mecanismos dentro de un agujero negro o los detalles de los primeros momentos del Big Bang. El "universo en miniatura" construido por el equipo de Barontini proporciona a los investigadores una plataforma experimental sin precedentes, que les permite explorar directamente el comportamiento del "tiempo" en el marco de la gravedad cuántica en un entorno controlado. Se espera que experimentos en miniuniversos como este revelen gradualmente por qué el tiempo aparece en una sola dirección en un universo en expansión, y por qué no tenemos motivos para preocuparnos de que "todo ya haya sucedido".

Los resultados relevantes se han publicado en la revista "Physical Review Research", con la Universidad de Birmingham como principal unidad editorial, y el contenido de la investigación también ha sido verificado por editores científicos independientes. Este trabajo no sólo proporciona apoyo experimental a los debates filosóficos sobre la naturaleza del tiempo, sino que también proporciona una nueva forma de pensar para la futura construcción de una teoría unificada de la gravedad cuántica, la comprensión del origen del universo y los fenómenos astrofísicos extremos.

aprender más:

https://www.birmingham.ac.uk/news/2026/scientist-creates-miniuniverse-to-measure-time- without-a-clock

https://journals.aps.org/prresearch/abstract/10.1103/1h9j-df4k