20/Mar/09

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Los taquiones más veloces que la luz podrían ser imposibles después de todo

Las partículas más veloces que la luz, o "taquiones", podrían ser fundamentalmente imposibles, de acuerdo con dos físicos matemáticos. Si tienen razón, su nueva teoría también implicaría que el tiempo -al parecer una de las facetas más fundamentales de la naturaleza- no es nada más que un espejismo

Aunque se cree comúnmente que la teoría de la relatividad de Einstein dice que nada puede viajar más rápido que la luz, eso no es tan cierto. La relatividad prohíbe a la materia corriente llegar a la velocidad de la luz, porque se requeriría infinita energía.

Pero la teoría no excluye un campo de partículas que sólo pueden desplazarse más rápido que la luz. Llamadas "taquiones" por los físicos en los '60, estos bólidos subatómicos necesitarían en realidad una cantidad infinita de energía para disminuir su velocidad al paso de tortuga de la velocidad de la luz.

Los taquiones surgen como posibilidades en algunas teorías físicas especulativas, como en algunas versiones de la teoría de cuerdas. Los físicos han buscado sus esperadas firmas. Si están entre las partículas de alta energía que golpean a la Tierra desde el espacio, los taquiones producirían una señal similar a los rayos cósmicos, excepto que llegarían a los detectores con base en tierra por delante de las partículas secundarias que ellas crearon en la atmósfera.

Sin embargo, nunca ha sido detectado ningún taquión, y ahora James Wheeler y Joseph Spencer de la Utah State University piensan que saben por qué.

Espacio abstracto

Su línea de razonamiento es sutil. "Hemos estado enredados en este cálculo durante un año y medio", dice Wheeler. Los científicos querían comprender cómo se relacionaban los modelos físicos con las mediciones que hacemos.

Empezaron por imaginar un universo que sólo tiene distancias, sin la dimensión tiempo. La medición más simple en este universo es comparar dos distancias: y un metro de vara debería tener la mitad de la longitud de una vara de dos metros, sin importar el punto de vista, ya sea que se mire desde un ángulo diferente o desde un lugar diferente.

Todos estos puntos de vista forman un espacio abstracto más complejo, el "espacio de las simetrías de medición".

Cono de luz

Matemáticamente, esto resulta parecerse en mucho a un "espacio fásico", que está en el corazón de la mecánica cuántica y otras teorías físicas. El espacio fásico no sólo describe la posición de un objeto sino también su velocidad, aproximadamente, la trayectoria del objeto.

En el modelo, todas las trayectorias formaban haces en dos conos que se encontraban en un punto. Parece un conjunto de trayectorias que entra desde el pasado, pasando a través de un punto en el presente, y saliendo otra vez hacia el futuro. Algo equivalente al tiempo ha surgido.

De hecho, este haz de trayectorias imita el "cono de luz" de la relatividad, trazado por las trayectorias en el espacio-tiempo de las partículas que se desplazan a la velocidad de la luz o menos. El cono de luz también divide el pasado del futuro.

En la relatividad, es posible concebir taquiones viajando hacia afuera del cono de luz. Pero en el modelo de Wheeler y Spencer, eso es inconcebible, ya que el cono está en realidad definido por el conjunto de todas las trayectorias posibles.

Tiempo que emerge

¿Por qué debería tener alguna relevancia su complejo espacio de simetrías para el espacio "real" y el tiempo que nosotros habitamos? La razón es que conecta el vacío atemporal con algo como nuestro espacio-tiempo conocido, y significa que estas dos descripciones son equivalentes. Cualquier evento que pueda ser descrito en la figura de espacio-tiempo también puede modelarse por una estructura en el espacio atemporal.

Las consecuencias pueden ser profundas. El espacio atemporal no puede cambiar, de modo que podría significar que nuestro universo es determinista, con el futuro grabado en piedra.

Wheeler sospecha que nuestro "tiempo" percibido corresponde a la distancia desde un punto especial en el espacio atemporal de cuatro dimensiones del que hizo el modelo. Si es así, ese punto podría señalar el aparente origen del tiempo en el Big Bang.

El matemático Shahn Majid de Queen Mary, University of London, también trabaja sobre la cuestión de cómo el tiempo podía emerger de la no-temporalidad.

Cree que el resultado de Wheeler y Spencer es limitado, porque depende de un particular enfoque matemático. Pero no descarta el trabajo. "Es sugestivo, y da la respuesta correcta [de que el tiempo emerge]", dijo a New Scientist. "Y ahora hay varios enfoques de esta cuestión, que podrían todas relacionarse. Parece haber una teoría emergente de un tiempo emergente".

Fuente: New Scientist. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard