«Si uno presentara una solicitud de beca de investigación para trabajar en los viajes en el tiempo sería descartado inmediatamente», escribe el físico Stephen Hawking en su libro póstumo Breves respuestas a las grandes preguntas. Tenía razón. Pero también tenía razón al afirmar que preguntarse si el viaje en el tiempo es posible es una «cuestión muy seria» que todavía puede abordarse científicamente.

Al argumentar que nuestro conocimiento actual no puede descartarlo, Hawking, al parecer, era cautelosamente optimista. Entonces, ¿dónde nos deja esto? No podemos construir una máquina del tiempo hoy, pero ¿podríamos hacerlo en el futuro?

Empecemos por nuestra experiencia cotidiana. Damos por sentado que podemos llamar a nuestros amigos y familiares desde cualquier lugar del mundo para saber qué están haciendo en ese momento. Pero esto es algo que nunca podremos saber realmente. Las señales que transportan sus voces e imágenes viajan a una velocidad incomprensible, pero aún así esas señales tardan un tiempo finito en llegar a nosotros.

Nuestra incapacidad para acceder al «ahora» de alguien que está lejos es el núcleo de las teorías de Albert Einstein sobre el espacio y el tiempo.

La velocidad de la luz

Einstein nos dijo que el espacio y el tiempo son partes de una misma cosa -el espaciotiempo- y que deberíamos estar tan dispuestos a pensar en las distancias en el tiempo como en las distancias en el espacio. Por extraño que parezca, cuando alguien nos pregunta a qué distancia está Birmingham de Londres, respondemos alegremente «unas dos horas y media». Lo que queremos decir es que el viaje dura ese tiempo a una velocidad media de 80 kilómetros por hora.

Matemáticamente, nuestra afirmación equivale a decir que Birmingham está a unos 125 kilómetros de Londres. Como escriben los físicos Brian Cox y Jeff Forshaw en su libro ¿Por qué E=mc²?, el tiempo y la distancia «pueden intercambiarse utilizando algo que tiene la moneda de una velocidad». El salto intelectual de Einstein consistió en suponer que el tipo de cambio de un tiempo a una distancia en el espacio-tiempo es universal – y es la velocidad de la luz.

La velocidad de la luz es la más rápida que puede viajar cualquier señal, lo que pone un límite fundamental a la rapidez con la que podemos saber lo que ocurre en otro lugar del universo. Esto nos da la «causalidad» – la ley de que los efectos siempre deben venir después de sus causas. Es una grave espina teórica para los protagonistas del viaje en el tiempo. Para mí, viajar hacia atrás en el tiempo y poner en marcha los acontecimientos que impiden mi nacimiento es poner el efecto (yo) antes de la causa (mi nacimiento).

Ahora bien, si la velocidad de la luz es universal, debemos medirla para que sea la misma -299.792.458 metros por segundo en el vacío- por muy rápido que nos movamos nosotros. Einstein se dio cuenta de que la consecuencia de que la velocidad de la luz sea absoluta es que el espacio y el tiempo no pueden serlo. Y resulta que los relojes que se mueven deben ir más despacio que los fijos.

Cuanto más rápido te muevas, más despacio irá tu reloj en relación con los que pasas. La palabra «relativo» es clave: el tiempo parecerá pasar normalmente para ti. Sin embargo, para todos los que estén parados, estarás en cámara lenta. Si te movieras a la velocidad de la luz, parecerías congelado en el tiempo: en lo que a ti respecta, todos los demás estarían en avance rápido.

Entonces, si viajáramos más rápido que la luz, ¿el tiempo correría hacia atrás como nos ha enseñado la ciencia ficción?

Desgraciadamente, se necesita una energía infinita para acelerar a un ser humano hasta la velocidad de la luz, y mucho menos más allá. Pero incluso si pudiéramos, el tiempo no correría simplemente hacia atrás. En cambio, ya no tendría sentido hablar de avance y retroceso en absoluto. Se violaría la ley de la causalidad y el concepto de causa y efecto perdería su sentido.

Agujeros de gusano

Einstein también nos dijo que la fuerza de la gravedad es una consecuencia de la forma en que la masa deforma el espacio y el tiempo. Cuanta más masa introduzcamos en una región del espacio, más se deforma el espacio-tiempo y más se retrasan los relojes cercanos. Si introducimos suficiente masa, el espacio-tiempo se deforma tanto que incluso la luz no puede escapar de su atracción gravitatoria y se forma un agujero negro. Y si nos acercáramos al borde del agujero negro -su horizonte de sucesos- nuestro reloj iría infinitamente lento en relación con los que están lejos de él.

Entonces, ¿podríamos deformar el espaciotiempo de la forma adecuada para cerrarlo sobre sí mismo y viajar hacia atrás en el tiempo?

La respuesta es quizá, y la deformación que necesitamos es un agujero de gusano transitable. Pero también necesitamos producir regiones de densidad de energía negativa para estabilizarlo, y la física clásica del siglo XIX lo impide. La teoría moderna de la mecánica cuántica, sin embargo, podría no hacerlo.

Según la mecánica cuántica, el espacio vacío no está vacío. En cambio, está lleno de pares de partículas que entran y salen de la existencia. Si podemos crear una región en la que entren y salgan menos pares que en cualquier otro lugar, entonces esta región tendrá una densidad de energía negativa.

Sin embargo, encontrar una teoría consistente que combine la mecánica cuántica con la teoría de la gravedad de Einstein sigue siendo uno de los mayores retos de la física teórica. Un candidato, la teoría de cuerdas (más precisamente la teoría M) puede ofrecer otra posibilidad.

La teoría M requiere que el espaciotiempo tenga 11 dimensiones: la del tiempo y las tres del espacio en las que nos movemos y siete más, enroscadas de forma invisible. ¿Podríamos utilizar estas dimensiones espaciales adicionales para acortar el espacio y el tiempo? Hawking, al menos, tenía esperanzas.

Salvando la historia

Entonces, ¿es el viaje en el tiempo realmente una posibilidad? Nuestro conocimiento actual no puede descartarlo, pero la respuesta es probablemente no.

Las teorías de Einstein no logran describir la estructura del espaciotiempo a escalas increíblemente pequeñas. Y aunque las leyes de la naturaleza pueden estar a menudo en total desacuerdo con nuestra experiencia cotidiana, siempre son autoconsistentes, lo que deja poco espacio para las paradojas que abundan cuando nos metemos con la causa y el efecto en el viaje en el tiempo de la ciencia ficción.

A pesar de su optimismo juguetón, Hawking reconoció que las leyes de la física aún no descubiertas que un día sustituirán a las de Einstein pueden conspirar para impedir que grandes objetos como usted y yo salten casualmente (no causalmente) hacia adelante y hacia atrás en el tiempo. Llamamos a este legado su «conjetura de protección de la cronología».

Haya o no máquinas del tiempo en el futuro, podemos consolarnos sabiendo que cuando escalamos una montaña o vamos a toda velocidad en nuestros coches, cambiamos el modo en que transcurre el tiempo.

Así que, este «día de fingir ser un viajero del tiempo» (8 de diciembre), recuerda que ya lo eres, sólo que no de la manera que esperas.