El planeta que hace posible los viajes en el tiempo
- •Recreación del sistema binario HDE 226868–Cygnus X-1, donde un agujero negro extrae materia de una estrella gigante azul ESA, Hubble/Wikipedia, CC BY
- •La idea de viajar a un planeta donde el tiempo transcurra de forma diferente parece sacada de una novela de ciencia ficción. Sin embargo, la física moderna muestra que es posible, y que además ocurre constantemente. Todos experimentamos pequeñas diferencias en el paso del tiempo debido a la gravedad terrestre, aunque son tan diminutas que no podemos percibirlas.
- •Pero ¿qué ocurriría si encontráramos un mundo donde esas diferencias fueran extremas? ¿Podría existir un planeta en el que una estancia relativamente breve equivaliera a un siglo en la Tierra?
- •La respuesta sorprendente es que sí, al menos en teoría.
- •Cuando la gravedad modifica el tiempo
- •Nuestra intuición nos dice que el tiempo avanza igual para todo el mundo. Sin embargo, la teoría de la relatividad general, desarrollada por Albert Einstein en 1915, cambió para siempre esa visión. Según esta teoría, la gravedad no es una fuerza convencional, sino una curvatura del espacio-tiempo causada por la presencia de masa y energía.
- •Una de sus consecuencias más fascinantes es la llamada dilatación temporal gravitatoria: cuanto más intenso es un campo gravitatorio, más lentamente transcurre el tiempo para quien se encuentra inmerso en él.
- •Este fenómeno ha sido medido experimentalmente en numerosas ocasiones. Los satélites del sistema GPS, por ejemplo, deben corregir continuamente los efectos relativistas para proporcionar posiciones precisas. Sin estas correcciones, los errores acumulados alcanzarían varios kilómetros al día.
- •En la Tierra el efecto es minúsculo. Sin embargo, cerca de objetos extremadamente masivos puede llegar a ser espectacular.
- •Un viaje real al futuro
- •El universo podría albergar lugares donde el tiempo transcurra mucho más despacio que en la Tierra. Los candidatos más prometedores serían planetas orbitando cerca de agujeros negros supermasivos, donde la gravedad alcanza niveles extraordinarios.
- •Si alguna vez una civilización lograra visitar uno de esos mundos y regresar después a nuestro planeta, no encontraría necesariamente el mismo mundo que dejó atrás. Mientras para los viajeros habrían transcurrido meses o años, aquí podrían haber pasado generaciones enteras.
- •No sería una máquina del tiempo en el sentido clásico. Nadie podría regresar al pasado. Pero la relatividad de Einstein permite viajar al futuro escogiendo cuidadosamente dónde pasar el tiempo.
- •El sueño –o la pesadilla– de un siglo en unas horas
- •La cultura popular popularizó esta idea con la película Interstellar (2014). En ella, los protagonistas visitan un planeta situado cerca de un agujero negro supermasivo. Debido a la intensa gravedad, una hora en la superficie equivale aproximadamente a siete años en regiones alejadas del agujero negro.
- •Aunque la situación representada en la película se diseñó para respetar las leyes de la física conocidas, alcanzar una diferencia temporal tan extrema requiere condiciones extraordinarias.
- •Un agujero negro concentra enormes cantidades de masa en una región muy pequeña. Cerca de él, el espacio-tiempo se encuentra tan deformado que los relojes avanzan mucho más despacio que en lugares alejados. Para un observador distante, una persona situada en las proximidades del agujero negro parecería moverse a cámara lenta.
- •Primera imagen de un agujero negro supermasivo, ubicado en el centro de la galaxia M87. Fue difundida en 2019.
- •Wikimedia Commons
- •Si existiera un planeta estable orbitando lo suficientemente cerca de uno de estos objetos, sus habitantes experimentarían el tiempo con total normalidad. Sin embargo, al regresar a la Tierra descubrirían que aquí han transcurrido décadas o incluso siglos.
- •Desde su punto de vista apenas habría pasado tiempo; desde el nuestro, habrían viajado hacia el futuro.
- •¿Podrían existir realmente esos planetas?
- •La existencia de planetas alrededor de agujeros negros ya no pertenece exclusivamente al terreno de la especulación. Los astrónomos han encontrado indicios de que pueden formarse o sobrevivir en entornos extremadamente hostiles.
- •De hecho, se han descubierto exoplanetas que orbitaban un púlsar, el remanente ultradenso de una estrella masiva que explotó como supernova. Este hallazgo demostró que los planetas pueden existir en escenarios mucho más exóticos de lo que se pensaba décadas atrás.
- •Los agujeros negros también podrían albergar sistemas planetarios. Algunos planetas podrían sobrevivir a la muerte de su estrella progenitora, mientras que otros podrían formarse posteriormente a partir del material acumulado alrededor del agujero negro.
- •Que un planeta exista cerca de un agujero negro lo hace difícilmente habitable: las fuerzas de marea gravitatorias y la dificultad para mantener una órbita estable representan desafíos enormes.
- •Además, para obtener dilataciones temporales realmente extremas el planeta tendría que encontrarse peligrosamente cerca del horizonte de sucesos, la frontera a partir de la cual nada puede escapar.
- •Las estrellas más masivas del universo
- •Algunas estrellas superan varias decenas o incluso más de un centenar de veces la masa del Sol. Un ejemplo es R136a1, considerada una de las estrellas más masivas conocidas, con una masa estimada de más de 150 veces la solar. Estos gigantes estelares brillan millones de veces más que nuestra estrella y consumen su combustible a un ritmo vertiginoso, agotando en apenas unos millones de años lo que el Sol tardará unos 10 000 millones de años en consumir.
- •Ilustración de R136a1, una de las estrellas más masivas conocidas.
- •Wikimedia Commons
- •Un hipotético planeta orbitando muy cerca de una estrella ultramasiva como R136a1 experimentaría un tiempo ligeramente más lento que otro situado alrededor de una estrella como el Sol. No obstante, las diferencias serían insuficientes para generar saltos temporales de décadas o siglos.
- •La razón es sencilla: las estrellas poseen superficies materiales y radios enormes. En cambio, los agujeros negros concentran masas comparables o superiores en regiones muchísimo más compactas, lo que produce deformaciones extremas del espacio-tiempo.
- •Carlos Vázquez Monzón no recibe salario, ni ejerce labores de consultoría, ni posee acciones, ni recibe financiación de ninguna compañía u organización que pueda obtener beneficio de este artículo, y ha declarado carecer de vínculos relevantes más allá del cargo académico citado.
La idea de viajar a un planeta donde el tiempo transcurra de forma diferente parece sacada de una novela de ciencia ficción. Sin embargo, la física moderna muestra que es posible, y que además ocurre constantemente. Todos experimentamos pequeñas diferencias en el paso del tiempo debido a la gravedad terrestre, aunque son tan diminutas que no podemos percibirlas.
Pero ¿qué ocurriría si encontráramos un mundo donde esas diferencias fueran extremas? ¿Podría existir un planeta en el que una estancia relativamente breve equivaliera a un siglo en la Tierra?
La respuesta sorprendente es que sí, al menos en teoría.
Cuando la gravedad modifica el tiempo
Nuestra intuición nos dice que el tiempo avanza igual para todo el mundo. Sin embargo, la teoría de la relatividad general, desarrollada por Albert Einstein en 1915, cambió para siempre esa visión. Según esta teoría, la gravedad no es una fuerza convencional, sino una curvatura del espacio-tiempo causada por la presencia de masa y energía.
Una de sus consecuencias más fascinantes es la llamada dilatación temporal gravitatoria: cuanto más intenso es un campo gravitatorio, más lentamente transcurre el tiempo para quien se encuentra inmerso en él.
Este fenómeno ha sido medido experimentalmente en numerosas ocasiones. Los satélites del sistema GPS, por ejemplo, deben corregir continuamente los efectos relativistas para proporcionar posiciones precisas. Sin estas correcciones, los errores acumulados alcanzarían varios kilómetros al día.
En la Tierra el efecto es minúsculo. Sin embargo, cerca de objetos extremadamente masivos puede llegar a ser espectacular.
Un viaje real al futuro
El universo podría albergar lugares donde el tiempo transcurra mucho más despacio que en la Tierra. Los candidatos más prometedores serían planetas orbitando cerca de agujeros negros supermasivos, donde la gravedad alcanza niveles extraordinarios.
Si alguna vez una civilización lograra visitar uno de esos mundos y regresar después a nuestro planeta, no encontraría necesariamente el mismo mundo que dejó atrás. Mientras para los viajeros habrían transcurrido meses o años, aquí podrían haber pasado generaciones enteras.
No sería una máquina del tiempo en el sentido clásico. Nadie podría regresar al pasado. Pero la relatividad de Einstein permite viajar al futuro escogiendo cuidadosamente dónde pasar el tiempo.
El sueño –o la pesadilla– de un siglo en unas horas
La cultura popular popularizó esta idea con la película Interstellar (2014). En ella, los protagonistas visitan un planeta situado cerca de un agujero negro supermasivo. Debido a la intensa gravedad, una hora en la superficie equivale aproximadamente a siete años en regiones alejadas del agujero negro.
Aunque la situación representada en la película se diseñó para respetar las leyes de la física conocidas, alcanzar una diferencia temporal tan extrema requiere condiciones extraordinarias.
Un agujero negro concentra enormes cantidades de masa en una región muy pequeña. Cerca de él, el espacio-tiempo se encuentra tan deformado que los relojes avanzan mucho más despacio que en lugares alejados. Para un observador distante, una persona situada en las proximidades del agujero negro parecería moverse a cámara lenta.
Si existiera un planeta estable orbitando lo suficientemente cerca de uno de estos objetos, sus habitantes experimentarían el tiempo con total normalidad. Sin embargo, al regresar a la Tierra descubrirían que aquí han transcurrido décadas o incluso siglos.
Desde su punto de vista apenas habría pasado tiempo; desde el nuestro, habrían viajado hacia el futuro.
¿Podrían existir realmente esos planetas?
La existencia de planetas alrededor de agujeros negros ya no pertenece exclusivamente al terreno de la especulación. Los astrónomos han encontrado indicios de que pueden formarse o sobrevivir en entornos extremadamente hostiles.
De hecho, se han descubierto exoplanetas que orbitaban un púlsar, el remanente ultradenso de una estrella masiva que explotó como supernova. Este hallazgo demostró que los planetas pueden existir en escenarios mucho más exóticos de lo que se pensaba décadas atrás.
Los agujeros negros también podrían albergar sistemas planetarios. Algunos planetas podrían sobrevivir a la muerte de su estrella progenitora, mientras que otros podrían formarse posteriormente a partir del material acumulado alrededor del agujero negro.
Que un planeta exista cerca de un agujero negro lo hace difícilmente habitable: las fuerzas de marea gravitatorias y la dificultad para mantener una órbita estable representan desafíos enormes.
Además, para obtener dilataciones temporales realmente extremas el planeta tendría que encontrarse peligrosamente cerca del horizonte de sucesos, la frontera a partir de la cual nada puede escapar.
Las estrellas más masivas del universo
Algunas estrellas superan varias decenas o incluso más de un centenar de veces la masa del Sol. Un ejemplo es R136a1, considerada una de las estrellas más masivas conocidas, con una masa estimada de más de 150 veces la solar. Estos gigantes estelares brillan millones de veces más que nuestra estrella y consumen su combustible a un ritmo vertiginoso, agotando en apenas unos millones de años lo que el Sol tardará unos 10 000 millones de años en consumir.
Un hipotético planeta orbitando muy cerca de una estrella ultramasiva como R136a1 experimentaría un tiempo ligeramente más lento que otro situado alrededor de una estrella como el Sol. No obstante, las diferencias serían insuficientes para generar saltos temporales de décadas o siglos.
La razón es sencilla: las estrellas poseen superficies materiales y radios enormes. En cambio, los agujeros negros concentran masas comparables o superiores en regiones muchísimo más compactas, lo que produce deformaciones extremas del espacio-tiempo.
Carlos Vázquez Monzón no recibe salario, ni ejerce labores de consultoría, ni posee acciones, ni recibe financiación de ninguna compañía u organización que pueda obtener beneficio de este artículo, y ha declarado carecer de vínculos relevantes más allá del cargo académico citado.
⚖️Artículo de libre republicación legal bajo licencia Creative Commons BY-ND 4.0 obtenido de The Conversation en Español. Crédito original al autor/a: Carlos Vázquez Monzón, Profesor Ayudante Doctor, especializado en Astrofísica y Astrodinámica, Universidad Loyola Andalucía. Puedes consultar la publicación original aquí.