Viaje a los confines del tiempo

Del Femtosegundo al Megaeon

La civilización, en su afán por la perfección científica, ha desarrollado aparatos para cuantificar el tiempo con objetividad y teorías para calcular lapsos temporales imposibles de medir. Debido a nuestra limitada capacidad de imaginar valores extremadamente cortos o extremadamente largos, se traducirá el tiempo a distancia.

En el caso de los perídos muy cortos se usará la luz, por ser el medio más veloz del universo. Para los tiempos muy dilatados, se ha creado un ser especial único: el caracol lumínico. Tiene la particularidad de que avanza a doble velocidad que un caracol común, a unos 3 cms/s. Y a diferencia de un animal real, no se detiene nunca, pues está constituido sólo por luz.



En la notación de cifras nos atendremos a las normas de los científicos: 10 a la potencia 2 (no se pudo representar como debía ser en el editor de posts ) significa un uno seguido de dos ceros, o sea, cien.

10 a la 15, mil millones,
10 a la 18, un trillón,
10 a la 21, mil trillones...

Los matemáticos también conocen los exponentes negativos, pero eso ya lo sabéis.








En el reino del microtiempo.


Un segundo es un lapso temporal ciertamente breve, pero todavía perceptible. Surgió en la antigua Babilonia, como el resultado de dividir sucesivamente la duración del día solar - una unidad natural con el sistema sexagesimal que entonces se usaba. En la fisiología humana, lo que más se aproxima a un segundo es el latido - sístole- diástole - del corazón.

"Un segundo es la duración de 9 192 631 770 oscilaciones de la radiación emitida en la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del isótopo 133 del átomo de cesio, a una temperatura de 0 K."

Según la teoría del Big Bang, que contempla el nacimiento del universo como una gran explosión, en el primer segundo se formaron las partículas elementales ligeras: electrones y neutrinos. Para las pesadas, aún hacía demasiado calor.

10 a la -1

Para un caracol, una décima de segundo es un período demasiado corto para que lo pueda percibir. En su mente los acontecimientos que suceden a un ritmo superiro a 1/3 de segundo aparecen fundidos entre sí. Esto significa que el caracol percibe el mundo a mayor velocidad que nosotros. La luz recorre en un segundo una distancia equivalente a la circunferencia del ecuador.










El colibrí bate sus alas a razón de un golpe cada centésima de segundo. Cinco centésimas de segundo es la máxima resolución que puede alcanzar el ojo humano. Las cosas que suceden con una cadencia mayor las tomamos como una cadena de hechos sin solución de continuidad.

10 a la -3

Una mosca efectúa un movimiento de alas cada milésima de segundo (un milisegundo). Dos milisegundos constituyen la máxima resolución acústica en el hombre. Los tonos y ruidos que suceden a mayor ritmo ya no los podemos distinguir porque los sentimos como una solo y continuo. Desde el punto de vista del tiempo, se puede decir que tenemos más desarrollado el oído que la vista. Un milisegundo después del Big Bang surgió la radiación de fondo, la cual se puede detectar y medir todavía en la actualidad.

10 a la -4

Después de únicamente cuatro pasos en nuestro descenso por la escalera del tiempo, hemos abandonado el ámbito de los seres vivos. En una diezmillonéisma de segundo, el avión reactor SR-71 Blackbird (3,529 km/h) habrá volado unos diez centímetros. En el mismo tiempo; en un gramo de uranio 238 se desintegra un átomo. Y un rayo de luz habrá recorrido 30 kms.

10 a la -6

En un microsegundo (la millonésima parte de un segundo) la luz cubre una distancia de 300 metros. Al cabo de ese tiempo, contando desde el instante del nacimiento del universo, se formaron los nucleones, los protones y neutrones. Un microsegundo también corresponde a la vida media de los muones, partículas elementales que no tienen una trascendencia significativa en la composición de la materia.

10 a la -8

La cienmillonésima parte de un segundo equivale a diez nanosegundos, tiempo en que la luz recorre 3 metros. También es la vida media de una partícula llamad mesón.

10 a la -10

Al cabo de una dezmillonésima de segundo después del Big Bang, se separaron las fuerzas electromagnética y débil. Con ello quedaron establecidas las cuatro fuerzas de la naturaleza: las dos mencionadas, la gravitación y la fuerte. Un átomo de cesio 133 oscila en ese tiempo casi una vez desde su estado de excitación hasta su punto de equilibrio, esta oscilación ha sido tomada como patrón para definir el segundo, pues, al contrario que la rotación de la tierra (cuya velocidad va decreciendo) no se ha detectado la más mínima variación de su ritmo.

10 a la -12

Una billonésima de segundo (picosegundo) es la duración del destello más fugaz conseguido con un rayo láser trabajando a régimen continuo. En ese lapso recorre una distancia de tres décimas de milímetro. Para poder medir tiempos tan breves, los científicos vuelven a utilizar el truco de convertir tiempo en espacio: dividen el rayo láser en dos y obligan a los haces resultantes a recorrer caminos distintos en los que se produce una mínima diferencia de tiempos entre uno y otro. Al final del proceso, vuelven a unirlos en un único rayo, en el que, debido a las diferencias temporales, aparece una superposición de longitudes de onda. Esta interferencia constituye un excelente medio para calcular los tiempos de recorrido de ambos haces y también del rayo completo.

10 a la -14

Poco a poco nos empiezan a faltar las palabras, pero los matemáticos también han inventado una expresión para designar esta ínfima subdivisión del tiempo: diez milbillonésimas de segunda son diez femtosegundos. El relámpago aislado de luz láser tiene esa duración.









Este es el período medio de vida un pion. La luz recorre una distancia igual a su longitud de onda.

10 a la -18

Los científicos son muy imaginativos dando nombres, llaman a esta fracción attosegundo. La luz recorre el diámetro de tres átomos de hidrógeno.

10 a la -20

Llegado a este punto, hasta los investigadores les faltan palabras. Para la 10. 000 trillonésima parte de un segundo todavía no han logrado encontrar una definición. En esta región del microtiempo se agrupan los períodos de vida de algunas partículas llamadas psi. Los físicos se sirven de estos conocimientos para confirmar o refutar sus hipótesis. Pretenden explicar con una sola fórmula universal todo: la teoría del campo unificado. Hasta la fecha nadie lo ha logrado.

10 a la -23

A partir de aquí todas las fracciones temporales más pequeñas nacen de cálculos científicos: en la práctica aún no han podido medirlas. 10 a la -23 segundos es lo que tarda la luz en recorrer la última distancia con sentido: el radio de una partícula elemental. En el transcurso de tiempos menores ya no existen interacciones, intercambios de fuerzas ni de identidades. Por la misma razón, cuando el universo era más joven que 10 a la -23 segundos no podían existir partículas elementales, pues éstas surgen de la luz, y la luz todavía no estaba en condiciones de recorrer tanta distancia como para engendrar una partícula.









El universo ha alcanzado ya un diámetro de pocos centímetros. En una milésima de segundo se ha expandido desde un diámetro de 10 a la -13 centímetros hasta su tamaño actual.

10 a la -35

Las fuerzas fuerte y débil se separan, y se ponen de manifiesto las irregularidades del universo. La mayor parte de la antimateria se ha desintegrado ya, aunque la forma como ocurrió todavía está en fase de discusión. El universo tiene ahora la misma estructura básica que se puede observar hoy a través de un telescopio. Han surgido también los primeros neutrones y protones.

10 a la -43

Es la fracción de tiempo más pequeña que son capaces de manejar los físicos. Por debajo de este valor, las teorías cuántica (que describe la interacción entre ondas y partículas) y general de la relatividad (que describe las relaciones espaciotemporales) llegan a conclusiones contradictorias. La razón es que todavía no ha sido posible unificar ambas teorías. En el curso de este tiempo se disuelve en sí misma la propia estructura espaciotemporal, convirtiéndose en espuma cuántica; un campo de borboteantes burbujas de espacio- tiempo.









Un millón, 10, 000 millones, un nonillón, 25 septendillones de años... ¿cuál es el mayor intervalo de tiempo sobre el que se puede hablar sin perder los estribos de la lógica? La respuesta nos puede dejar atónitos.

10 a la 4

Hace unos 10, 000 años se fundaron las primeras ciudades (Jericó, por ejemplo), trayendo consigo la civilización y sus inconvenientes: superpoblación, contaminación medioambiental, viviendas caras... sin olvidar sus ventajas.
26,000 años corresponden aproximadamente a un año "platónico", que es lo que tarda el polo norte celeste en dar una vuelta completa al firmamento, debido al movimiento de precesión del eje terrestre (efecto peonza).
Hace 40,000 años surgió el hombre moderno, el hombre sapiens sapiens.
En 15, 000 años el caracol de luz ha avanzado 13 millones de kilómetros, rebasando la Luna pero sin alanzar ningún planeta.








Hace un millón y medio de años nació el Homo erectus, que seguramente sabía hablar y quizá fabricar armas. El caracol llega a Saturno.

10 a la 8

Cien millones de años antes de nuestra era, los dinosaurios dominaban las tierras emergidas, también existían mamíferos. Las estrellas azules calientes alcanzan esta edad. Por eso, antes de haber transcurrido este tiempo no podían existir tal clase de estrellas. El caracol lumínico se encuentra ya en la región de los cometas.

10 a la 9

Un Kalpa -un día en la vida de Brahma, al deidad suprema de la mitología india- equivale a 4, 320 millones de años, aproximadamente la edad de la Tierra. Nuestro caracol se halla mucho más allá del Sistema Solar. Ha recorrido un billón de kilómetros, la décima parte de un año luz.

10 a la 10

El universo tiene 10, 000 millones de años (diez eones), según se desprende del corrimiento al rojo en el análisis espectral de las galaxias. En algún instante de ese tiempo tuvo lugar la gran explosión. Con esta magnitud temporal hemos llegado al final del tiempo lógico, real y mensurable. ¿La materia será eterna? ¿Desaparecerá el universo?

10 a la 14

Después de 100 billones de años se habrán agotado las estrellas. El caracol llega a la constelación de Hércules tras recorrer un décimo del diámetro de la Vía Láctea.

10 a la 20

Al cabo de 100 trillones de años el universo habrá muerto por congelación. El calor residual de estrellas y galaxias se ha disipado y sólo quedan estrellas de neutrones y agujeros negros. El caracol ha llegado a los confines del universo conocido.

10 a la 30

La mayor parte de las galaxias neutrónicas han desaparecido, convertidas en agujeros negros. Todavía quedan algunas estrellas muertas - enanas negras- que vagan solitariamente por el espacio. El caracol lumínico - si todavía existe- habrá recorrido, a razón de sólo cien metros por hora: 5, 000 millones de veces el universo conocido.

10 a la 31

Según los teóricos, esta es la edad de un protón, la pieza fundamental de los átomos. Sorprendentemente, a los físicos experimentales no les asusta una cifra tan alta, a la hora de comprobar si es cierto. ¿Cómo medir semejante intervalo de tiempo? Traducirlo a distancias es imposible, lo que hacen es sustituir tiempo por cantidad. Si se reúnen en un contenedor 10 a la 31 protones (cosa relativamente sencilla), al cabo de un año se habrá desintegrado por lo menos uno. Y eso es lo que hacen los físicos. Esperar con detectores muy sensibles, a que se desintegre uno de ellos.

10 a la 34

Toda la materia del universo se ha convertido en un océano de partículas. Ya no existen "cuerpos".

10 a la 65

A partir de ahora, hasta los agujeros negros comienzan a evaporarse. Después de 10 a la 66 años han desaparecido los agujeros negros con una masa equivalente a la del sol, y al cabo de 10 a la 117 años ya no queda ni uno. Hasta el mayor de todos se ha disipado en forma de radiación. Ningún átomo es perfectamente estable. De una forma u otra todos son radiactvios, excepto el de hierro. Pasado un inimaginable tiempo de 10 a la 1000 ó 10 a la 2, 000 años... toda la materia se habrá transformado en hierro. Más aún, si tomamos el número 10 a la 77 y lo utilizamos como exponente de diez (es decir, diez elevado a un uno seguido de 77 ceros) obtendremos un tiempo al cabo del cuál algunos átomos de hierro vuelven a transformarse en agujeros negros, que a su vez volverán a evaporarse.
Aún está el tiempo que se arremolina en los bordes de un agujero negro. Si una porción de materia sobrepasa cierto umbral, el llamado horizonte del agujero negro, será atraída por éste con una fuerza irresistible y pulverizada en una fracción de segundo.
Pero, por la altísima gravitación del agujero negro, el tiempo subjetivo de quien cae en él se ralentiza hasta el infinito. Lo que para un observador imparcial situado a una distancia prudente del agujero negro transcurre en un brevísimo instante... para el infeliz que haya cruzado su radio de acción se dilata hasta alcanzar la eternidad. Para él, el tiempo se habrá detenido.




Revista Muy Interesante, enero de 1989 autor: Peter Ripota.




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