Portugués 
Inglés 
7 min de lectura 
0 comentarios 
Experimento con átomos ultrafríos sugiere que una versión interna del tiempo puede emerger de cambios dentro de un sistema cuántico aislado, sin depender de un reloj de laboratorio
Un experimento realizado en la Universidad de Birmingham, en el Reino Unido, planteó una de las preguntas más antiguas de la física dentro de una cámara de laboratorio: ¿qué es el tiempo? La respuesta, aún lejos de cerrar el debate, ganó un nuevo camino con la creación de un “mini-universo” formado por cerca de 24 mil átomos ultrafríos de rubidio.
El trabajo, conducido por el profesor Giovanni Barontini, mostró que la secuencia de los eventos dentro de este sistema pudo ser reconstruida sin usar un reloj externo como referencia. En lugar de eso, los investigadores observaron cambios internos en el propio conjunto de átomos.
En la práctica, el estudio sugiere que una versión del tiempo puede emerger de la dinámica del sistema, especialmente de la forma en que la entropía, asociada a la dispersión y al desorden de las partículas, se mueve entre dos regiones creadas en el experimento.
-
Un manual de la CIA que estuvo clasificado como secreto durante décadas describe las cinco trampas cognitivas que llevaron a los mayores fracasos de inteligencia de la historia, y cualquier persona comete los mismos errores.
-
Mientras Brasil aún discute infraestructura para eléctricos, China opera un patio gigante con cientos de camiones, 216 enchufes, cargadores de 1,44 MW y 300 mil kWh entregados en un solo día, mostrando cómo la recarga pesada ya se ha convertido en una rutina logística.
-
Parece apenas una tarjeta metálica, pero este gadget de titanio esconde más de 70 herramientas para la rutina, pesca, tecnología y emergencias.
-
Un lago gigante en África se convierte en una «fábrica natural de tormentas» sobre la línea del Ecuador, produce rayos extremos durante la noche y revela por qué la región concentra algunos de los mayores puntos calientes eléctricos de la Tierra.
El descubrimiento no significa que los científicos “crearon un universo” en el sentido literal, ni que resolvieron definitivamente el misterio del tiempo. El avance está en ofrecer un modelo controlado para probar ideas que, hasta hace poco tiempo, quedaban casi restringidas a la cosmología teórica y a la gravedad cuántica.
Mini-universo fue montado con átomos de rubidio casi en el cero absoluto
Según información de la Universidad de Birmingham, Barontini usó una nube de 24 mil átomos ultrafríos para montar un sistema cuántico altamente aislado, capaz de funcionar como una analogía simple de un universo cerrado. Los átomos fueron mantenidos en temperaturas extremadamente bajas, cercanas al cero absoluto, condición necesaria para observar comportamientos cuánticos colectivos con mayor control.
Este conjunto fue dividido por una barrera óptica creada con haces de láser. De un lado quedó una región observable, llamada sector “brillante”; del otro, una región no observable, llamada sector “oscuro”.
El punto central es que los átomos podían atravesar la barrera entre estas dos regiones, pero el sistema en su conjunto permanecía aislado del entorno externo. Así, los investigadores podían observar lo que ocurría dentro del sector brillante e investigar si el orden de los eventos podía definirse solo por cambios internos.
En el sector brillante, la nube atómica se expandía y luego colapsaba repetidamente. Por eso, los científicos compararon este comportamiento a ciclos parecidos con un Big Bang y un Big Crunch, en una analogía con escenarios cosmológicos en los cuales el universo se expande y luego se contrae.
El problema del tiempo aparece cuando la física intenta unir relatividad y mecánica cuántica
El experimento toca en un impasse importante de la física moderna. La relatividad general describe la gravedad y la estructura del espacio-tiempo a gran escala, mientras que la mecánica cuántica describe partículas y campos en escalas microscópicas. Las dos teorías funcionan muy bien en sus propios dominios, pero aún no se encajan completamente.
Uno de los obstáculos es precisamente el papel del tiempo. En algunas formulaciones ligadas a la gravedad cuántica, como la ecuación de Wheeler-DeWitt, el Universo no posee un reloj externo. Esto crea una pregunta difícil: si no hay un tiempo viniendo de afuera, ¿cómo saber qué ocurre antes y después?
De acuerdo con el artículo científico firmado por Giovanni Barontini, el objetivo fue probar construcciones relacionales del tiempo usando átomos fríos. En esta visión, el tiempo no necesita ser una entidad independiente; puede aparecer a partir de las relaciones entre partes del propio sistema.
Es un cambio de perspectiva. En la vida cotidiana, estamos acostumbrados a pensar en el tiempo como algo que corre solo, marcado por relojes, calendarios y movimientos previsibles. En la física fundamental, sin embargo, esta noción puede no ser tan simple.
Tiempo entrópico surge cuando la distribución de los átomos cambia
La parte más importante del experimento está en el llamado tiempo entrópico. Este concepto fue usado para describir una secuencia interna de eventos basada en la entropía del sector brillante, es decir, en la forma en que los átomos se dispersaban y se reorganizaban dentro de la región observada.
Cuando la distribución de las partículas cambiaba, el sistema podía ser leído como si estuviera avanzando en el tiempo. Cuando esta distribución no presentaba un cambio relevante, el tiempo interno prácticamente dejaba de avanzar en ese modelo.
Esta lectura permitió ordenar correctamente los eventos del mini-universo, incluso durante ciclos de expansión y colapso. Esto es importante porque, en sistemas que crecen y se encogen, no siempre una variable simple, como tamaño o posición, puede señalar una dirección única para el tiempo.
El experimento también indicó que el tiempo entrópico podía acelerar o desacelerar conforme la entropía cambiaba. En otras palabras, el paso del tiempo dentro del modelo dependía del ritmo de las transformaciones internas, no de un reloj de banco.
Este resultado refuerza una idea poderosa: tal vez lo que llamamos tiempo, en ciertos contextos físicos, no sea una pieza fundamental colocada desde fuera, sino una propiedad que aparece cuando partes de un sistema se relacionan y cambian.
El resultado no prueba cómo funciona el Universo real, pero abre una nueva ventana experimental
A pesar del impacto del descubrimiento, es importante evitar exageraciones. El mini-universo creado en laboratorio es una plataforma analógica, no una réplica completa del cosmos. Sirve para probar ideas matemáticas y físicas en un entorno controlado, con variables que los investigadores pueden manipular.
El valor del estudio reside precisamente en esta posibilidad. Cuestiones sobre el origen del tiempo, la flecha temporal y la relación entre entropía y gravedad cuántica suelen ser difíciles de probar directamente, porque involucran escalas cósmicas o condiciones extremas del inicio del Universo.
Con átomos ultrafríos, láseres y trampas ópticas, los científicos pueden crear versiones simplificadas de estos problemas. Esto permite observar patrones, comparar predicciones teóricas con datos experimentales y ajustar modelos que antes estaban restringidos al papel.
El estudio también mostró que una versión de la ecuación de Schrödinger, una de las bases de la mecánica cuántica, puede ser escrita usando este tiempo interno. Esto sugiere que el tiempo entrópico no es solo una metáfora, sino una variable capaz de organizar la evolución del sistema observado.
Aun así, los propios límites del experimento deben ser recordados. La física del Universo real involucra gravedad, expansión cósmica, materia oscura, energía oscura y numerosos componentes que no están presentes en un sistema de 24 mil átomos de rubidio.
Pruebas futuras pueden involucrar sistemas más complejos y nuevas simulaciones cuánticas
El avance abre espacio para nuevos experimentos con sistemas más sofisticados. Una de las posibilidades es investigar si el tiempo entrópico sigue funcionando cuando entran en escena fenómenos cuánticos más complejos, como el entrelazamiento y las interacciones más fuertes entre partículas.
También hay interés en usar plataformas similares para estudiar analogías con agujeros negros, escenarios de Big Bang, Big Crunch y modelos en los cuales el Universo no tendría una singularidad inicial simple, sino algún tipo de “salto” cuántico.
Este tipo de investigación no debería traer aplicaciones inmediatas para el día a día, como un nuevo reloj o una tecnología comercial lista. El impacto está en la base del conocimiento, en el esfuerzo de entender cómo las leyes fundamentales pueden describir el paso de los eventos sin depender de un observador externo.
Para la cosmología y para la física cuántica, esto es relevante porque ayuda a transformar preguntas filosóficas en pruebas mensurables. El experimento muestra que ideas sobre el tiempo pueden ser puestas a prueba en laboratorio, incluso cuando nacieron en teorías sobre el Universo entero.
Si se confirma y amplía, este camino puede ayudar a los científicos a comprender mejor por qué sentimos el tiempo siguiendo del pasado al futuro, mientras muchas ecuaciones fundamentales parecen funcionar casi del mismo modo hacia adelante y hacia atrás.
Al final, el mini-universo de Birmingham no cierra la discusión sobre el tiempo. Pero pone una hipótesis provocadora sobre la mesa: quizás el tiempo, en su forma más profunda, no necesite un reloj para existir.
El experimento plantea una cuestión que puede dividir opiniones, ¿el tiempo es una característica fundamental de la realidad o solo algo que nace cuando hay cambio y desorden? Deja tu comentario y di si este descubrimiento cambia la forma en que ves el Universo.
¡Sé la primera persona en reaccionar!