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Interestelar y la física del tiempo

Interestelar y la física del tiempo

Interestelar y la física del tiempo

Humanismo Soka

viernes, 31 de enero de 2025

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«El amor no es algo que inventamos. Es observable, poderoso. Tiene que significar algo. Quizás significa algo que todavía no podemos comprender».

«El amor no es algo que inventamos. Es observable, poderoso. Tiene que significar algo. Quizás significa algo que todavía no podemos comprender».

«El amor no es algo que inventamos. Es observable, poderoso. Tiene que significar algo. Quizás significa algo que todavía no podemos comprender».

Te recomendamos leer esta nota escuchando esta canción: Interstellar Main Theme - Extra Extended - Soundtrack by Hans Zimmer


En un mundo al borde del colapso, donde los recursos se agotan y el futuro de la humanidad está en peligro, un grupo de exploradores emprende una misión que cambiará el destino de la especie. Guiados por un descubrimiento científico, atraviesan un agujero de gusano en busca de planetas habitables en otra galaxia.

Recientemente, se volvió a estrenar en cines esta gran historia del piloto Cooper, un padre de familia que se ve obligado a dejar atrás a sus hijos en la Tierra mientras navega por los misterios del universo, enfrentándose a dilemas morales, fenómenos desconocidos y la implacable relatividad del tiempo. Al inicio de la misión, los astronautas deben viajar a una galaxia lejana en la que se encuentran tres planetas que podrían ser habitables por el ser humano. A medida que el tiempo y el espacio se desmoronan a su alrededor, Cooper debe tomar decisiones imposibles que podrían salvar a la humanidad o condenarla para siempre. Interestelar, del aclamado director Christopher Nolan, es una épica de ciencia ficción, emocional y visual, que combina la física, la esperanza y la inquebrantable conexión humana frente a lo desconocido, explorando los límites de la ciencia y la fuerza del amor que trasciende las dimensiones.

Interestelar (2014), Christopher Nolan.

La relatividad del tiempo

Uno de los ejes que la película explora es el misterio del tiempo. El fluir del tiempo es extraño. A veces, dependiendo de nuestro estado interior, sentimos que un año duró diez, o que diez años pasaron en un instante. Más allá de lo que marque un reloj, la percepción humana del tiempo es algo verdaderamente curioso. Voltaire escribió: «De todas las cosas del universo, el tiempo es, tanto la más larga como la más breve, la más veloz y la más lenta; se lo puede dividir en partes infinitesimales o estirarlo hasta la eternidad». También Aristóteles habló del tiempo, categorizándolo como «el criterio para medir el movimiento de todas las cosas». Los seres humanos solemos tomar el tiempo y el espacio como dimensiones completamente separadas entre sí, como si fueran independientes la una de la otra. Sin embargo, todo lo que existe en el espacio, a su vez se ve modificado por el tiempo, ya que se mueve en él y cambia con su paso. El maestro Ikeda reflexiona al respecto de la siguiente manera: «Tiempo y espacio forman, juntos, el marco de referencia para todos los cambios y movimientos, ya sean los movimientos del cosmos, las transformaciones de la materia o el fluir de la vida humana. Por lo tanto, debemos concebir el tiempo y el espacio como fundidos en una sola cosa». [1]

La historia de Interestelar encuentra su sustento en la ciencia: la conocida teoría de la relatividad de Albert Einstein, que modificó nuestra manera de concebir las dimensiones del tiempo y el espacio. 

Interestelar (2014), Christopher Nolan.

La teoría de la relatividad

Durante su juventud, Albert Einstein (1879-1955) se realizaba sin cesar una pregunta. Cuando, por ejemplo, viajamos en auto por la ruta y vemos otro vehículo moviéndose a la misma velocidad que nosotros, el vehículo parece inmovil. ¿Qué pasaría, entonces, en el caso de la luz, que viaja a unos 300.000 kilómetros por segundo? ¿Qué veríamos entonces, si persiguiéramos a la luz a la velocidad de la luz?

Sobre Albert Einstein, el maestro Ikeda expresó:

«Desde niño, Einstein sintió fascinación por investigar las fuerzas invisibles que actúan en la naturaleza. Pero ¿cuál es la fuerza más grande del universo? En opinión de Einstein, «la imaginación envuelve al mundo». [2] El poder del espíritu humano, de nuestra imaginación, es tan grande que abarca la totalidad de lo que existe.

El espíritu es invisible, pero puede abrir el camino hacia nuestro propio futuro, conmover el corazón y la mente de los demás, y determinar el porvenir de la humanidad. Es la clave para construir la paz.

Einstein también dijo: «Los mejores consejos para el ser humano son disfrutar las alegrías junto a los semejantes y compartir sus sufrimientos»[3].[4]

Finalmente, el joven Albert llegó a la conclusión de que la luz no parecería quedarse inmóvil, como en el caso del automóvil. No existe la luz quieta, nadie puede agarrar la luz. En el vacío, la luz es absolutamente constante en su velocidad, siempre se mueve a la velocidad de la luz, y nunca podríamos alcanzarla. Einstein resolvió así esta cuestión, y plasmó sus resultados en su teoría especial de la relatividad, cuyo objetivo esencial, por sorprendente que parezca, era comprender de forma precisa «cómo se presenta el mundo ante los individuos, llamados a menudo “observadores”, que se mueven desplazándose los unos respectivamente a los otros»[5], como afirma el físico Brian Greene en su libro El universo elegante. Einstein ideó dos teorías denominadas «de la relatividad»: primero, la especial, en 1905, con el fin de responder al interrogante mencionado; diez años después, expuso su teoría de la relatividad general. En ese momento, el ambiente científico de la época contaba con varios problemas abiertos, encontrando algunas contradicciones entre las teorías aceptadas, que planteaban que el tiempo y el espacio son iguales para todos en todo momento.

En ese contexto, Einstein explicó que los observadores que se encuentran en movimiento relativo uno del otro, tendrán percepciones diferentes de la distancia y del tiempo. Esto significa que dos relojes pulsera idénticos llevados por individuos en movimiento relativo uno del otro van a mover sus agujas a distintas velocidades, por lo que diferirán en cuanto al tiempo transcurrido entre determinados sucesos. Esto se da porque, si nos movemos a velocidades realmente rápidas, el tiempo transcurrirá más lentamente para nosotros que para quienes se encuentran inmóviles. 

Interestelar (2014), Christopher Nolan.

¿Cómo explicamos esto? Primero, hay que definir los conceptos de distancia, que es la medida de la cantidad de espacio lineal entre dos puntos; la duración, que refiere a cuánto tiempo transcurre entre dos sucesos; y la velocidad, que es la medida de la distancia a la que un objeto puede desplazarse en un intervalo de una duración determinada de tiempo. Sin embargo, ¿qué es el tiempo? Podemos, por ahora, decir que es aquello que miden los relojes. Por supuesto, los relojes, que son aparatos que realizan ciclos de movimiento perfectamente regulares, incluyen implícitamente el concepto de tiempo. Pero, a fines prácticos, tomaremos esta definición para internalizarnos un poco más en la física de Einstein.

Si tomamos el caso de un reloj de luz, que consiste en dos espejos paralelos y un fotón que salta rebotando sobre dichos espejos, quizás adquiramos mayor claridad al respecto. Cuando el reloj está quieto, la distancia que recorre el fotón al rebotar es menor que cuando el mismo reloj se mueve a velocidad constante, porque el fotón en ese caso deberá recorrer una distancia mayor, por la diagonal que se forma en el movimiento. Entonces, medirá un tiempo menor que el que midió cuando estaba quieto. Este descubrimiento, de la relatividad del tiempo, se aplica a todos los relojes que existen.

Representación de relojes de luz.

Así podríamos explicar por qué, si viajáramos a la velocidad de la luz, el tiempo transcurriría mucho más lento que si no nos movemos. Sin embargo, como estos efectos se aplican a velocidades mucho más grandes que las que vivimos en nuestra cotidianeidad, son conceptos que difícilmente recordamos en nuestro diario vivir. Es por esta razón que adquirimos la costumbre de pensar el tiempo y el espacio en términos absolutos.

Pero Einstein se ocupó de postular los motivos por los cuales, en realidad, el tiempo y el espacio no son dimensiones absolutas. Considera que en el universo que vivimos está compuesto de cuatro dimensiones: tres son dimensiones físicas (en las que nos movemos) y una dimensión es la temporal. Pero, al igual que cuando ponemos algo pesado sobre un colchón, los elementos con mucha masa (muy «pesados») pueden deformar el espacio-tiempo. Esa deformación que se produce es la interacción gravitatoria.

Nuestro Sol, por ejemplo, tiene mucha masa, por lo que genera una fuerte interacción gravitatoria, y deforma la geometría del espacio. Esto genera que nos veamos atraídos a su «pozo» gravitatorio, y estemos orbitando en un equilibrio alrededor del Sol.

Sin embargo, ¿qué sucede cuando un elemento es extremadamente masivo? La deformación que produce al espacio y tiempo es tan grande, que todos los objetos con masa «caen» en su pozo gravitatorio, y genera alteraciones en el tejido del tiempo. Esto es lo que llamamos «agujero negro». Es tan fuerte esta alteración, que la luz que emiten o reflejan los objetos cercanos a él tambien se ven atraídos al agujero negro. Por este motivo, no se puede ver un agujero negro: la luz nunca llegaría a nuestros ojos.

Interestelar (2014), Christopher Nolan.

En la película, el problema del tiempo es trascendental. Cooper, nuestro protagonista, se encuentra con los terribles efectos de la relatividad del tiempo, vividos en carne propia. Al viajar a través del agujero de gusano, llegan a una galaxia muy lejana. Allí, se encuentran con un sistema solar que, en vez de orbitar alrededor de una estrella como nuestro Sol, giran al rededor de un enorme y antiguo agujero negro llamado Gargantúa. Como el agujero negro tiene una fuerza gravitaria impresionante, la gravedad distorsiona el paso del tiempo. Es por esta razón que, en primer lugar, viajan a uno de los planetas a los que se dirigen, en el que cada hora que pasan allí equivalen a siete años en la Tierra. Cuando regresan a la nave, se encuentran con que en el mundo humano ya pasaron veintitrés años. Cooper ve los mensajes enviados por su familia, que se acumularon tantos años, sintiendo que su vida se pasó ante sus ojos. «No le temo a la muerte, sino al tiempo», afirma uno de los personajes. A su vez, luego, cuando deben viajar muy cerca del agujero negro, en el pequeño lapso de tiempo que ellos viven en aquel tránsito, en la Tierra ya pasaron más de cincuenta años más.


Interestelar (2014), Christopher Nolan.

La histórica creación de la imagen del agujero negro

Quizás no lo sabíamos, pero, aunque ambos fenómenos aparecen en la teoría de la relatividad general de Einstein, los agujeros negros y los agujeros de gusanos son cosas completamente distintas. Los agujeros negros son restos de estrellas gigantes que cuando mueren colapsan sobre sí mismas, dando lugar a una fuerza gravitatoria tan potente a la que nada, ni siquiera la luz, puede escapar. Por otro lado, los agujeros de gusano, que son una hipótesis de la ciencia todavía no comprobada, describen una suerte de «túnel» espacio-temporal, que podría conectar dos puntos distantes, como un atajo a otras partes del universo. Se cree que estos agujeros de gusanos podrían permitir viajes a través del tiempo, a velocidades incluso mayores a la luz. Pero para que sean transitables, en realidad estos agujeros requieren la existencia de energía negativa, algo que no está demostrado que sea posible. 

El equipo creador de la película deseaba transmitir cada elemento concordando con los avances actuales de la ciencia. Es por esta razón que cada detalle se pensó exhaustivamente. Incluso el agujero negro Gargantúa que se ve en la película no es una ilustración especulativa, sino que se trata de una simulación operativa de las ecuaciones de Einstein sobre los agujeros negros. Como resultado de miles de cálculos sobre el comportamiento de materia y luz en la proximidad de un agujero negro, la imagen creada terminó siendo de utilidad incluso para los científicos de la actualidad. 

Interestelar (2014), Christopher Nolan.

El agujero negro es la región que esta dentro del circulo negro que se ve en el centro. Sin embargo, este agujero negro tiene un anillo. En este caso, podemos ver la parte de atrás del anillo, tanto por arriba como por abajo del agujero negro. Esto es porque parte de la luz de esos anillos (que estaban detrás del agujero) se ven curvados por la gravedad, pero logran evadir el «horizonte de eventos» del agujero negro, y llegan a nuestros ojos. Así, nuestro cerebro interpreta que la luz viene desde arriba y abajo del agujero, y no desde atrás.

El equipo responsable de los efectos visuales nominados al Oscar por la película describe el innovador código informático que utilizó para generar las imágenes del agujero de gusano, el agujero negro y otros objetos celestes que aparecen. Utilizando este código, descubrieron que cuando una cámara se acerca a un agujero negro que gira rápidamente, las superficies «cáusticas» (formas que se generan cuando los rayos de luz se reflejan en una superficie, y luego convergen en una región específica, como la «sombra de luz» que vemos cuando iluminamos el agua) producen múltiples imágenes de las estrellas de la galaxia a la cual el agujero negro pertenece. El movimiento giratorio del agujero negro arrastra espacio y estira las cáusticas alrededor de sí mismas muchas veces. El hecho de crear una imagen para una cámara cerca de un agujero negro considerando los efectos de las sustancias cáusticas no tiene precedentes, y el resultado da una noción de lo que un ser humano podría ver si orbitara alrededor de un agujero negro.

«Para deshacerse del parpadeo y producir imágenes con realismo para la película, hemos cambiado nuestro código de una manera que nunca se ha hecho antes. En lugar de trazar las trayectorias de los rayos de luz individuales usando las ecuaciones de Einstein –una por píxel– hemos seguido los caminos y formas distorsionadas de haces de luz», explicó el físico teórico de Caltech Kip Thorne, encargado del equipo que garantizó la fidelidad científica de Interestelar. «Este nuevo enfoque para hacer imágenes será de gran valor para los astrofísicos como yo», subrayó. [6]

Interestelar (2014), Christopher Nolan.

Interestelar (2014), Christopher Nolan.

Algo más allá del espacio y el tiempo

Según la teoría de la relatividad, como vimos anteriormente, la gravedad distorsiona el espacio y el tiempo. Si alguna entidad pudiera controlar la gravedad, podría entonces distorsionar espacio y tiempo.

Para salvar a la humanidad, Cooper es capaz de enviar señales al pasado, a partir de la gravedad. Para lograr esto, se tiene que materializar el tiempo, convertirse en una quinta dimensión. Aquella «entidad», capaz de materializar el tiempo para permitirle a Cooper comunicarse con el pasado y convertirse en el «fantasma» de su hija, se trata del futuro de la humanidad misma, cuya evolución científica les permitió trascender el tiempo.

Hasta aquí, vimos los aspectos científicos que explican este film. Sin embargo, seguimos hablando de una obra de arte, cuyo potente mensaje resuena en los corazones de los espectadores con verdadera intensidad. Esto se debe a que, más allá de la ciencia, Interestelar es una poética sobre la fuerza y el poder que reside en el amor: algo que no podemos comprender, que no es cuantificable y cuyo potencial es desconocido ante nuestros ojos. El amor de un padre a su hija puede cambiar la historia y, como vemos en la película, el amor es quizás lo único que puede salvar a la humanidad. También es una épica sobre la importancia de enfrentar la oscuridad, de no darnos por vencidos sin importar el frío de la noche, el dolor o la soledad, como el poema de Dylan Thomas que varias veces se expresa a lo largo de la historia denota cuando dice: «No entres dócilmente a la buena noche».[7] El mundo siempre conocerá la esperanza mientras tengamos la valentía de confiar en la fuerza del amor a la humanidad.

«Y el universo» escribió el maestro Ikeda, «ese cuerpo de vida que abarca todo, desde las gigantescas estrellas hasta los más diminutos microorganismos, está expandiéndose constantemente a una velocidad tremenda, así como cada elemento, dentro de él, sigue su propio destino. El cosmos, en su totalidad, representa un incesante drama de vida y muerte». [8]





CITAS

[1] IKEDA, Daisaku: La vida, un enigma, capítulo «El acertijo del tiempo», pág. 81. Emecé, Buenos Aires, 1994.

[2] EINSTEIN , Albert: What Life Means to Einstein (¿Qué es la vida para Einstein?), entrevista con George Sylvester Viereck en el Saturday Evening Post, publicada el 26 de octubre de 1929, pág. 117.

[3] EINSTEIN, Albert: The Ultimate Quotable Einstein (Albert Einstein: El libro definitivo de citas), edit. Alice Calaprice, Princeton: Princeton University Press, 2011, pág 176. 

[4] IKEDA, Daisaku: UN ARCOÍRIS DE ESPERANZA: GRANDES FIGURAS DE LA HISTORIA, traducción del artículo publicado en la edición del 1.o de agosto de 2015 del Boys and Girls Hope News [La esperanza de los niños], publicación mensual de la Soka Gakkai destinada a la División de Estudiantes de la Primaria.

[5] GREENE, Brian: El universo elegante, capítulo 2 «El espacio, el Tiempo, y el ojo del observador». Perseo, 1999.

[6] THORNE, Caltech Kip: artículo publicado en la revista Classical and Quantum Gravity «Gravitational Lensing by Spinning Black Holes in Astrophysics, and in the Movie Interstellar», febrero del 2015.

[7] THOMAS, Dylan: Do not go gentle into that good night (No entres dócilmente en la buena noche). Publicado en la revista Botteghe Oscure, incluido en la colección In Country Sleep, and Other Poems. New Directions Publishing, Nueva York, 1952.

[8] IKEDA, Daisaku: La vida, un enigma, capítulo «El cosmos y la vida», pág. 17. Emecé, Buenos Aires, 1994.

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