Los dos son segundos.

Pero la duración de esta unidad de tiempo no es la misma si nos guiamos por las mediciones de un reloj atómico (cuya precisión es asombrosa) o por la rotación de la Tierra.

Y es que mientras que la medición basada en las vibraciones de los átomos es increíblemente estable, el tiempo que demora nuestro planeta en girar sobre sí mismo, por el contrario, varía.

Las fuerzas de las mareas, el hecho de que la Tierra no sea un un objeto sólido sino que registra movimientos en su corteza y el hecho de su núcleo sea líquido, son algunos de los factores que contribuyen a esta variabilidad.

Para salvar esta diferencia -que a los humildes mortales puede parecernos insignificante, pero no lo es: el segundo es la unidad base para la medida del tiempo en el sistema internacional de medidas- la Oficina Internacional de Pesos y Medidas (BIPM, por su siglas en francés), ubicada en París, decidió añadir periódicamente un segundo intercalar cuando la diferencia entre el tiempo astronómico y el universal (dictado por los relojes atómicos) se aproxima a 0,9 segundos.

Si no se agregara este segundo “bisiesto”, con el paso de los años, la distancia entra estas dos formas de calcular el tiempo se iría expandiendo.

A fin de sincronizar ambos relojes, el segundo intercalar fue añadido en 27 ocasiones desde 1972, la última en 2016.

Fin del segundo intercalar

Sin embargo, recientemente, el organismo encargado de establecer los estándares en los sistemas de unidades medidas a nivel mundial decidió acabar con esta medida a partir de 2035.

¿Por qué eliminar estos segundos si gracias a ellos se sincronizan las dos mediciones?

El problema, según los expertos del BIMP, es que es muy díficil predecir con exactitud en qué momento será necesario agregar este segundo y por ende hacer que su adición se ejecute de forma ordenada y regular.

Por esta razón, muchos sistemas que dependen de una medición precisa desarrollaron sus propios métodos para incorporar el segundo.

Mientras que algunos sistemas lo añaden en el último instante del último día del año, otros lo hacen el primer día del año, por ejemplo.

Esto amenaza con el fin de la universalidad del tiempo, lo cual supone un peligro para todos los sistemas digitales que están íntimamente entrelazados.

La decisión del BIMP -llamada “Resolución D”, hace un llamado por que se elimine el segundo intercalar a partir de 2035 hasta por lo menos 2135.

En ese momento, el segundo volverá a la mesa de discusiones, donde los expertos deberán encontrar la forma de reconciliar otra vez el tiempo astronómico con el atómico.

Esta “decisión histórica” ​​permitiría “un flujo continuo de segundos sin las discontinuidades que actualmente provocan los segundos intercalares irregulares”, señaló Patrizia Tavella, directora del departamento del tiempo del BIPM.

“El cambio entrará en vigencia para o antes de 2035”.

Sin ellas, no podríamos haber llevado gente a la Luna 282 años después.

Pero estas leyes trajeron a la física un nuevo problema, que no se apreció completamente hasta siglos después de Newton y que todavía molestan a los cosmólogos de hoy.

El problema es que las leyes de Newton funcionan el doble de bien de lo que podríamos esperar.

Describen el mundo por el que nos movemos todos los días: el mundo de las personas, las manecillas que se mueven alrededor de un reloj e incluso la caída apócrifa de ciertas manzanas.

Pero también dan cuenta perfectamente de un mundo en el que las personas caminan hacia atrás, los relojes marcan de la tarde a la mañana, y la fruta se eleva desde la tierra hasta la rama del árbol.

“La característica interesante de las leyes de Newton, que no se apreció hasta mucho después, es que no distinguen entre el pasado y el futuro”, dice el físico teórico y filósofo Sean Carroll, quien analiza la naturaleza del tiempo en su última obra “Las ideas más grandes del universo”.

“Pero la direccionalidad del tiempo es su característica más obvia, ¿verdad? Tengo fotografías del pasado, no tengo fotografías del futuro“.

El problema no se limita a las teorías centenarias de Newton.

Prácticamente todas las teorías fundamentales de la física desde entonces han funcionado tan bien hacia adelante como hacia atrás, dice el físico Carlo Rovelli del Centro de Física Teórica en Marsella, Francia, y autor de libros que incluyen “El orden del tiempo”.

“A partir de Newton, la teoría del electromagnetismo de Maxwell, el trabajo de Einstein y la mecánica cuántica, la teoría cuántica de campos, la relatividad general e incluso la gravedad cuántica, no tienen distinción entre el pasado y el futuro“, dice Rovelli.

“Lo que fue una sorpresa, porque la distinción es muy evidente para todos nosotros. Si haces una película, es obvio cuál es el futuro y cuál el pasado“.

¿Cómo estas descripciones del Universo tienen sentido del tiempo si carecen de su propia flecha indicativa de dirección?

Como dice Marina Cortês, astrofísica de la Universidad de Lisboa: “Hay muchas implicaciones que comienzan con tomarse en serio la pregunta, ‘¿Por qué pasa el tiempo?’“.

Parte de la respuesta se encuentra en el Big Bang, sucedido hace casi 14.000 millones de años.

Otra percepción proviene del extremo opuesto, en la eventual muerte del Universo.

Pero antes de embarcarse en este viaje épico de ida y vuelta a lo largo de la línea de tiempo del Universo, vale la pena detenerse en 1865, justo cuando la primera ley de la física verdaderamente direccional en el tiempo aparecía al mismo tiempo que se daba la Revolución Industrial.

Juntando vapor

En el siglo XIX, cuando el carbón se metía en los hornos para generar energía de vapor, los científicos e ingenieros que esperaban desarrollar mejores motores adoptaron un conjunto de principios que describían la relación entre el calor, la energía y el movimiento.

Se conocieron como las leyes de la termodinámica.

En Alemania, en 1865, el físico Rudolf Clausius afirmó que el calor no puede pasar de un cuerpo frío a uno caliente, si nada cambia a su alrededor.

Clausius ideó el concepto que llamó “entropía” para medir este comportamiento del calor; otra forma de decir que el calor nunca fluye de un cuerpo frío a uno caliente es decir “la entropía solo aumenta, nunca disminuye”.

Como destaca Rovelli en “El orden del tiempo”, esta es la única ley básica de la física que puede distinguir el pasado del futuro.

Una pelota puede rodar cuesta abajo o ser pateada de regreso a su cumbre, pero el calor no puede fluir de lo frío a lo caliente.

Para ilustrar, Rovelli toma su pluma y la deja caer de una mano a la otra.

“La razón por la que esto se detiene en mi mano es porque tiene algo de energía, y luego la energía se convierte en calor y calienta mi mano. Y la fricción detiene el rebote. De lo contrario, si no hubiera calor, esto rebotaría para siempre y no distinguiría el pasado del futuro”.

Hasta ahora, es sencillo. Es decir, hasta que empieces a considerar qué es el calor a nivel molecular.

La diferencia entre las cosas calientes y las cosas frías es cuán agitadas están sus moléculas: en una máquina de vapor caliente, las moléculas de agua están muy excitadas, dando vueltas y chocando entre sí rápidamente.

Las mismas moléculas de agua están menos agitadas cuando se unen como condensación en el cristal de una ventana.

Aquí está el problema: cuando te acercas al nivel de, digamos, una molécula de agua chocando y rebotando en otra, la flecha del tiempo desaparece.

Si viera un video microscópico de esa colisión y luego lo rebobinara, no sería obvio qué camino era hacia adelante y hacia atrás.

En la escala más pequeña, el fenómeno que produce calor, las colisiones de moléculas, es simétrico en el tiempo.

Esto significa que la flecha del tiempo del pasado al futuro solo emerge cuando se retrocede del mundo microscópico al macroscópico, algo que apreció por primera vez el físico y filósofo austriaco Ludwig Boltzmann.

“Entonces, la dirección del tiempo proviene del hecho de que miramos cosas grandes, no miramos los detalles”, dice Rovelli.

“Es en este paso, desde la visión microscópica fundamental del mundo hasta la descripción aproximada del mundo macroscópico, aquí es donde entra la dirección del tiempo”.

“No es que el mundo esté fundamentalmente orientado en el espacio y el tiempo“, dice Rovelli. Es que cuando miramos a nuestro alrededor, vemos una dirección en la que las cosas medianas y cotidianas tienen más entropía: la manzana madura caída del árbol, la baraja de cartas barajada”.

Aunque la entropía parece estar inextricablemente ligada a la flecha del tiempo, parece un poco sorprendente, tal vez incluso desconcertante, que la única ley de la física que tiene una fuerte direccionalidad del tiempo incorporada pierda esta direccionalidad cuando miras a muy pequeña escala.

“¿Qué es la entropía?” Rovelli dice.

“La entropía es simplemente cuánto nos olvidamos de la microfísica, cuánto nos olvidamos de las moléculas”.

Si hay una flecha del tiempo, ¿de dónde vino en primer lugar?

“La respuesta está incrustada en el comienzo del Universo”, dice Carroll.

“La respuesta es porque el Big Bang tenía baja entropía. Y aún así, 14.000 millones de años después estamos nadando en las secuelas de ese tsunami que comenzó cerca del Big Bang. Es por eso que el tiempo tiene una dirección para nosotros”.

La entropía extraordinariamente baja del Universo en el Big Bang es tanto una respuesta como una gran pregunta.

El principio y el final

“Lo que menos entendemos sobre la naturaleza del tiempo es por qué el Big Bang tenía baja entropía, por qué el Universo primitivo era así”, dice Carroll.

“Y creo honestamente, como cosmólogo en activo, creo que mis compañeros cosmólogos han bajado los brazos en este caso. Realmente no toman ese problema lo suficientemente en serio”.

Carroll publicó un artículo en 2004 con su colega Jennifer Chen, en el que pretendían explicar por qué el Universo tenía una entropía tan baja cerca del Big Bang, en lugar de simplemente asumir o aceptar que este fuera el caso.

“Hay muchas lagunas en la teoría, muchos aspectos que no están completamente madurados, pero también creo que es, con mucho, la mejor teoría que tenemos“, dice Carroll. “No hace trampa”.

Otros cosmólogos están de acuerdo en que es hora de pensar seriamente en este problema de los orígenes de baja entropía del Universo.

“La probabilidad de que nuestro Universo actual tenga condiciones iniciales de este tipo, y no de otro tipo, es de alrededor de uno en 10 a 10 a 124 (1:10^10^124)”, dice Cortês. (Otra forma de decirlo es que el evento tenía una probabilidad de 0,00…01, con 120 ceros omitidos).

“Quiero decir que podría decir con seguridad que este es el número más grande en la física moderna, fuera de la filosofía o las matemáticas”.

Asumir unos orígenes tan improbables de una entropía tan baja es un gran ejemplo de cómo “empujar el problema debajo de la alfombra”, dice Cortês.

“Si los físicos siguen haciendo esto, después de un tiempo lo que habrá será un gran montón debajo de la alfombra. Nos corresponde a nosotros, los cosmólogos, explicar por qué el tiempo solo avanza”.

Incluso si aún no sabemos por qué, el pasado de baja entropía del Universo es una fuente plausible de la flecha del tiempo.

Como la mayoría de las cosas que tienen un principio, la flecha también tendrá un final.

La primera persona en detectar esto fue, una vez más, el físico austriaco Ludwig Boltzmann.

“Boltzmann pensó, ‘ah, la entropía está creciendo en el Universo y tal vez llegue al máximo en algún momento'”, dice Rovelli.

En ese punto, el calor se distribuiría uniformemente por todo el Universo, y ya no fluiría de un lugar a otro.

No habría energía disponible en una forma útil para hacer trabajo; en otras palabras, casi nada interesante estaría sucediendo en todo el Universo.

Como lo describe la astrofísica Katie Mack, “A medida que continúa ese proceso, todo se descompone tanto que todo lo que queda es el calor residual de todo lo que existió alguna vez en el Universo”. Este destino se conoce como la muerte térmica del Universo, o muerte por calor.

“Las estrellas dejarán de arder, ya no pasará nada. No habrá nada más que pequeñas fluctuaciones térmicas”, dice Rovelli.

“Supongamos que esto sucede. No sabemos con certeza si va a suceder, pero supongamos que sucede, ¿deberíamos decir que no hay dirección de tiempo allí? Por supuesto que no hay dirección de tiempo, porque cada fenómeno que sucedió de una manera podría también ir en un sentido o en el otro. Nada distinguirá las dos direcciones del tiempo”.

Esto es quizás lo más extraño de la flecha del tiempo: “Solo dura un rato”, dice Carroll.

Es muy difícil imaginar lo que podría pasar si la flecha del tiempo finalmente se desvanece.

“Cuando pensamos, producimos calor en nuestras neuronas”, dice Rovelli.

“Pensar es un proceso en el que la neurona necesita entropía para funcionar. Nuestro sentido del paso del tiempo es exactamente lo que la entropía le hace a nuestro cerebro”.

La flecha del tiempo que surge de la entropía nos acerca mucho más a comprender por qué el tiempo sólo avanza.

Pero puede haber más flechas del tiempo que esta; de hecho, podría decirse que hay una descarga completa de flechas del tiempo que apuntan desde el pasado hacia el futuro.

Para entender esto, tenemos que pasar de la física a la filosofía.

Tiempo humano

Las formas en que intuitivamente entendemos y experimentamos el tiempo no deben tomarse a la ligera, dice Jenann Ismael, profesora de filosofía en la Universidad de Columbia, Nueva York.

Si piensa en su propia experiencia del tiempo, pronto podrá reconocer varias de las flechas psicológicas que forman una parte central de la experiencia humana.

Una de estas flechas es lo que Ismael llama “fluir”.

“Si miras al mundo, no experimentas una representación puramente estática del estado instantáneo del mundo”, dice, como en una película compuesta por varios fotogramas estáticos cada segundo.

“Vemos directamente que el mundo está cambiando”.

Esta experiencia del flujo del tiempo está integrada en nuestra percepción.

“La visión no se parece en nada a una cámara de cine”, dice Ismael.

“En realidad, lo que sucede es que su cerebro está recopilando información durante un período temporal. Está integrando esa información para que, en un momento dado, lo que está viendo sea un cálculo que el cerebro ha hecho. De modo que no solo vea que las cosas se mueven, ves lo rápido que se mueven, la dirección en la que se mueven. Entonces, todo el tiempo, tu cerebro está integrando información en intervalos temporales y te da el resultado. Así que ves el tiempo, de alguna manera”.

Hay una segunda característica del tiempo que Ismael distingue del flujo, que ella denomina “pasaje”.

La idea de pasaje está íntimamente ligada a experiencias orientadas en el tiempo, como la memoria y la anticipación.

Tome el ejemplo de una boda o cualquier evento de vida muy esperado.

Nuestra experiencia de estos momentos tiene muchas capas, desde las conflictivas etapas de planificación hasta la intensidad del día en sí y los recuerdos que permanecen con nosotros durante años.

Hay una direccionalidad en estas diferentes experiencias: la forma en que anticipamos un evento en el futuro es fundamentalmente diferente de cómo lo recordamos cuando ya pasó.

“Todo eso es parte de lo que considero la experiencia del pasaje, esta idea de que experimentamos cada evento como anticipado del pasado, experimentado en el presente, recordado en retrospectiva”, dice Ismael.

“Es una especie de proustiano en su densidad”.

Estos aspectos de la direccionalidad del tiempo psicológico, así como muchos otros, como el sentido de apertura que tenemos sobre el futuro pero no sobre el pasado, podrían tener sus raíces en la flecha del tiempo nacida de la Revolución Industrial.

“Creo que todo vuelve a la entropía”, dice Ismael.

“Ahora no veo ninguna razón para pensar que los tipos de flechas que están involucradas en la psicología humana están enraizadas en última instancia en la flecha entrópica. Pero es una pregunta empírica. No tengo ninguna razón para pensar que este proyecto para comprender la experiencia humana en relación con la flecha entrópica va a fallar”.

Ese proyecto es lo que Carroll espera hacer, tomando varias características de nuestra experiencia del tiempo y relacionándolas con la entropía. Su primer objetivo es la causalidad, otro elemento de la flecha del tiempo, ya que las causas suceden antes que los efectos.

Por decir lo menos, este proyecto es una empresa importante para todos los físicos y filósofos involucrados.

Y aún, al acecho en las sombras detrás de todos esos esfuerzos, queda esa pregunta persistente sobre por qué la entropía era tan baja en el Universo primitivo.

“Creo que entendemos por qué tenemos esta sensación de fluir”, dice Rovelli.

“Entendemos por qué el pasado nos parece fijo y el futuro parece abierto. Entendemos por qué hay fenómenos irreversibles, y podemos reducir todo eso a la segunda ley de la termodinámica, al aumento de la entropía”.

“Está muy relacionado con el hecho de que si lo rastreamos atrás, atrás, atrás, el Universo comenzó muy pequeño, en una situación muy peculiar. Entonces, de alguna manera, se está revirtiendo esa situación peculiar”.

“Pero, por supuesto, hay una pregunta abierta, quiero decir, ¿por qué? ¿Por qué comenzó de esa manera en particular?”

La medida fundamental del tiempo, de la cual dependen la mayoría de las demás magnitudes en nuestro sistema de medidas, no ha variado desde hace más de 70 años.

El avance de la tecnología, sin embargo, indica que es el momento de actualizar la definición de qué es un segundo, para hacerla más precisa.

Así lo consideran los investigadores de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas (BIPM, por su siglas en francés), ubicada en París, Francia.

Este organismo es el encargado de establecer los estándares en los sistemas de unidades medidas a nivel mundial.

Los metrólogos del BIPM, junto a expertos en varios países, se preparan cambiar la forma en la que miden un segundo.

Es una operación bastante delicada, cuyo resultado puede ser clave para cambiar la forma en la que entendemos el universo.

¿Qué es un segundo?

El segundo es la unidad base para la medida del tiempo en el sistema internacional de medidas.

De hecho, otras unidades base como el metro (longitud), el kilo (masa), el amperio (corriente) y el kelvin (temperatura) se definen en términos del segundo.

Así, por ejemplo, el BIPM define al metro como “el trayecto recorrido por la luz en el vacío durante un tiempo de 1/299.792.458 de segundo”.

Durante milenios, la humanidad se ha valido de la astronomía para definir sus unidades de tiempo.

Pero desde 1967 la definición del segundo se traza a partir de la observación de los átomos.

Eso se debe a que los átomos se comportan de manera más precisa que la rotación de la Tierra, que no es perfectamente uniforme.

Los científicos han observado que durante millones de años la Tierra ha ido rotando más lento, haciendo que, en promedio, los días se alarguen 1,8 milisegundos cada siglo.

Así, por ejemplo, hace 600 millones de años, un día duraba apenas 21 horas.

Y para colmo, en 2020 varios estudios mostraron que durante los últimos 50 años el planeta había comenzado a girar más rápido.

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Entonces, aunque sea imperceptible, el “segundo astronómico” no es siempre igual.

Las partículas atómicas, en cambio, se mueven de manera más precisa y predecible.

El segundo atómico

Fue así que desde 1967 el segundo comenzó a definirse con base en la oscilación de las partículas de los átomos de cesio 133 al ser expuestas a un tipo especial de microondas.

Al dispositivo encargado de hacer esta medición se le conoce como reloj atómico.

Bajo estas microondas, los átomos de cesio 133 se comportan como un péndulo que “oscila” 9.192.631.770 cada segundo.

En ese momento, el segundo que se tomó como referencia para contar las oscilaciones estaba basado en la duración de un día del año 1957, que se había determinado a partir del comportamiento de la Tierra, la Luna y las estrellas.

De esa manera, el BIPM estableció que la medida oficial del segundo se definiría a partir de la cantidad de oscilaciones de las partículas átomos de cesio 133.

Así, en palabras sencillas, hoy el segundo se define como el tiempo que le toma al cesio oscilar 9.192.631.770 veces.

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El nuevo segundo

Pero esa definición parece tener sus días contados.

Desde hace cerca de una década existen los relojes ópticos atómicos, que tienen la capacidad de observar el “tic tac” de átomos que oscilan mucho más rápido que el cesio.

Algunos cuentan los tic tac del iterbio, el estroncio, el mercurio, o el aluminio, por ejemplo.

Es como si al reloj atómico se le pusiera un lupa con la cual logra detectar más oscilaciones, con lo cual puede definir el segundo con mayor precisión.

Además, hoy existen decenas de estos relojes ópticos en varios países, con lo cual se espera, como ya lo han mostrado algunos experimentos, que se puedan comparar las mediciones que hacen entre ellos, a manera de comprobación de los resultados.

El BIPM planea usar los relojes ópticos atómicos para medir el segundo, pero aún trabajan en los criterios para hacer esa medición.

Según Petit, lo más importante es comprobar la precisión que prometen los relojes ópticos.

Hasta el momento, las mejores comparaciones de relojes ópticos han sido entre relojes en un mismo laboratorio.

El reto, dice Petit, es comparar varios relojes de distintos laboratorios.

Además, hay que elegir el elemento de la tabla periódica cuyo átomo será utilizado como referencia en reemplazo del cesio.

Además, los relojes ópticos atómicos son dispositivos tremendamente complejos, muchos de ellos requiere todo un laboratorio para su operación.

Algunos desafìos que enfrentan estos aparatos son, por ejemplo, emitir el tipo de luz láser exactamente precisa para hacer que los átomos oscilen de manera correcta; o tener pulsos de láser ultra veloces con intervalos mínimos, para que no se les escapen las oscilaciones que deben contar, según explica al portal Live Science el investigador Jeffrey Sherman, de la División de Tiempo y Frecuencia del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de Estados Unidos.

Si todo sale según los planes, en junio comenzará a definirse los criterios y el nuevo segundo debe comenzar a estar vigente a partir de 2030, según le dice a BBC Mundo Gèrard Petit, investigador del equipo de Tiempo del BIPM.

“Son operaciones y comparaciones complejas“, dice.

Revelando misterios

¿Qué va pasar cuando cambie la definición del segundo?

“Nada”, dice Petit riendo.

La principal razón para actualizar el segundo es mantener las cosas en orden.

La estructura de medidas del mundo depende del segundo.

“Durante un tiempo es posible vivir con una definición que no sea la más precisa, pero después de un tiempo se vuelve ininteligible“, dice Petit.

“En la práctica, en la vida diaria, puede que no cambie nada, pero en la ciencia si es necesaria una definición que esté basada en la mejor medición posible”.

Además, medir el tiempo de manera ultraprecisa puede ayudarnos a entender fenómenos hasta ahora incomprendidos.

El NIST explica, por ejemplo, que los relojes ópticos ya se han utilizado para medir la distorsión del espacio-tiempo que describe la teoría de la relatividad de Einstein.

Los relojes ópticos son tan precisos que pueden mostrar una diferencia entre dos relojes que difieren en la elevación por tan solo un centímetro.

Eso se debe a que debido a la gravedad, el tiempo corre más lento a nivel del mar que a grandes alturas como el monte Everest, por ejemplo.

Estos relojes ultraprecisos también podrían servir para detectar la enigmática materia oscura, un componente del que está hecho el 25% del universo pero del que poco se sabe.

Con esta tecnología, los científicos podrían detectar ese “algo” que influye sobre la materia ordinaria y el espacio-tiempo.

Y también podrían dar pistas sobre las ondas gravitacionales primordiales, que son ecos del Big Bang que deforman el espacio-tiempo, como una piedra que se lanza sobre un lago.

Los relojes atómicos podrían ser capaces de detectar esas deformaciones y darnos más pistas sobre el incio de nuestro universo.

Según la teoría del Big Bang, hace 13.800 millones de años un punto más pequeño que un átomo produjo una gran explosión.

A partir de ahí, se creó toda la materia que compone nuestro universo, que aún hoy sigue expandiéndose.

Y también fue justo en ese momento que comenzó a correr el tiempo, que desde entonces también avanza imparable. Tic, toc, tic, toc…

La gran explosión lanzó partículas en todas las direcciones, que luego se fueron agrupando para formar estrellas, planetas y galaxias que viajan por el universo.

El tiempo, sin embargo, parece viajar en una sola dirección, siempre hacia adelante, como una flecha que vuela por el aire.

Pero, ¿por qué si el espacio y la materia se expanden en todas las direcciones, el tiempo solo se mueve hacia adelante?

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Un veterano científico teórico desafía esta idea. De hecho, cuestiona la narrativa clásica del Big Bang y propone una nueva concepción del tiempo.

Su nombre es Julian Barbour, un profesor retirado que enseñó física en la Universidad de Oxford, que ha publicado sus investigaciones en las revistas científicas más prestigiosas, y a quien colegas reconocen como alguien con ideas profundas, originales y audaces sobre los asuntos fundamentales del universo.

Barbour es el autor de El punto Jano: una nueva teoría del tiempo, en el que propone un universo de dos caras, con un tiempo que avanza en dos direcciones y al que le augura un final más esperanzador que la muerte fría que algunas teorías le vaticinan a nuestro cosmos.

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En BBC Mundo conversamos con Julian Barbour para entender de qué se trata su provocadora idea y cómo nos puede llevar a profundas preguntas sobre nuestra existencia.

Un universo con dos caras

En la mitología de la antigua Roma Jano era el dios de los principios y los finales.

Usualmente se le representaba como un hombre con dos caras mirando en direcciones opuestas.

La figura de Jano ilustra muy bien la idea de Barbour sobre el comienzo del universo.

Su propuesta es que en el Big Bang el tiempo no comenzó a transcurrir en un solo sentido, sino que también pudo comenzar a correr en la dirección exactamente contraria.

Según Barbour, si Jano hubiera estado en el Big Bang, hubiera podido ver como el tiempo comenzaba a avanzar en dos direcciones opuestas, las cuales él podría observar simultáneamente con sus dos caras.

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Para entender cómo llegó a esa conclusión debemos entender dos conceptos clave: la segunda ley de la termodinámica y la entropía.

Desorden

Barbour recurre a la una nueva manera de ver la segunda ley de la termodinámica.

Esta ley establece que un sistema evoluciona siempre hacia un estado más caótico, pero no al revés.

El ejemplo clásico es una copa de vidrio. Siempre habrá muchas posibilidades de que esa copa se rompa y se disperse en mil pedazos, pero sabemos que luego de romperse es imposible que esos fragmentos vuelvan a unirse para dejar la copa tal como estaba.

Entonces, el vaso es un objeto ordenado que al romperse se desordena, y ese es un proceso irreversible.

En física, a esta medida del desorden se la llama entropía.

La segunda ley de la termodinámica dice que la entropía solo puede aumentar, nunca disminuir.

Entonces, de ahí entendemos por qué decimos que el tiempo solo avanza en una sola dirección: porque el tiempo solo avanza en la dirección en la que aumenta la entropía.

Entre más tiempo dejes un vaso en una mesa, aumentará el riesgo de que alguien lo tropiece y lo rompa.

Pero luego de que esté roto en el suelo, podrán pasar mil años y el vaso jamás se rearmará.

Igual pasa en el universo, entre más pasa el tiempo más aumenta su entropía.

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Pensar fuera de la caja

Las leyes de la termodinámica se establecieron durante la Revolución Industrial, cuando los ingenieros intentaban fabricar máquinas de vapor más eficientes en las que se desperdiciara menos energía.

La segunda ley indica que a medida que la energía se transfiere y se transforma, parte de ella se disipa. En términos prácticos, se desperdicia.

Para Barbour ahí radica el problema, porque esta segunda ley se hizo pensando en cilindros y máquinas donde la energía y el calor pasaban de un lugar a otras confinados dentro de un espacio delimitado.

Para él, el error está en creer que lo que ocurre en un espacio cerrado es lo mismo que ocurre a gran escala en un universo que no tiene límites.

En palabras de Barbour, literalmente “hay que pensar por fuera de la caja”.

Aumento de la complejidad

Veamos el ejemplo que utiliza Barbour.

Si ponemos un cubo de hielo dentro de una caja, la entropía aumentará de esta manera: primero tendremos un cubo muy ordenado, es decir, con baja entropía.

Luego ese cubo se derretirá y el agua se derramará por la caja, la entropía va aumentando.

Finalmente, el agua se podrá evaporar y sus partículas se repartirán de manera indistinguible por toda la caja, la entropía llegó a su máximo nivel.

En espacio sin límites, dice Barbour, esas partículas de agua podrían seguir viajando y, gracias a la gravedad, ir uniéndose a otras partículas hasta formas nuevas estructuras que irán creciendo en todas las direcciones del espacio…y del tiempo.

Entonces, según Barbour, lo que te determina el paso del tiempo no es el aumento de entropía, sino el aumento de complejidad, sin límites de tiempo ni de espacio.

Un futuro alentador

En la visión tradicional de la física, la entropía aumenta implacablemente con el paso del tiempo, eso quiere decir que algún día nuestro universo llegará a su máximo estado de entropía, es decir, se habrá expandido tanto que será un desorden total.

Haz de cuenta que el universo es un frasco lleno de canicas, en algún momento, ese tarro se romperá y las canicas quedarán dispersas de forma caótica.

Ese es el futuro que algunos expertos el auguran a nuestro universo.

A medida que el universo se expande y aumenta la entropía, el calor y la energía se irán disipando hasta que todo quede frío e inerte.

Es lo que los expertos llaman la “muerte térmica” o “La gran congelación”.

Barbour, sin embargo, se aventura con un pronóstico más optimista.

En su teoría, la flecha del tiempo no avanza inevitablemente hacia la entropía total, por el contrario, lo que él pronostica es un universo cada vez más complejo y más estructurado que va creciendo sin fronteras.

Él no cree que el tiempo nos esté llevando en una única dirección hacia una entropía que convertirá todo en un conjunto de partículas indistinguibles entre sí.

Su visión es la de un universo cada vez más variado y dinámico, donde no faltará el calor y la energía para seguir creciendo en todas las direcciones del tiempo y el espacio.

Carpe diem

Para Barbour, su concepción del tiempo y del universo lleva implícito un mensaje para la vida.

“Carpe diem”, aprovecha cada día, dice el físico de 83 años.

No importa cuál sea el destino del universo a nivel cósmico, lo cierto es que por ahora cada ser humano vive con una certeza indiscutible, advierte.

“No quiero ser melancólico, pero tú y yo vamos a morir“.

Por eso, así como su visión del tiempo y el espacio representa un cambio respecto a las nociones tradicionales de la física, Barbour cree que cada quien podría tener un cambio de actitud hacia la vida, pensando en el bien de los demás.

“Creo que podemos salvar el mundo si la gente se hace a la idea de ser mejores personas con los demás“.

Y sobre todo, concluye el científico, no importa en qué dirección avance el universo, “mi consejo es que ¡no pierdan el tiempo!“.

Es la unidad de tiempo más corta jamás registrada (y medida) hasta la fecha y los científicos la han llamado zeptosegundo.

¿Pero qué se puede medir en zeptosegundos? El físico Reinhard Dörner y sus colegas de la Universidad Goethe de Frankfurt, en Alemania, encontraron la respuesta en la luz.

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Dörner y su equipo hicieron historia al calcular por primera vez el tiempo que tarda una partícula de luz en atravesar una molécula de hidrógeno (H2), que son 247 zeptosegundos, para ser exactos, según los resultados de su trabajo, publicados el 16 de octubre en la revista Science.

Para medir ese fragmento de tiempo tan corto, tomaron rayos X del PETRA III, un acelerador de partículas en Hamburgo, y observaron el tiempo que tarda el fotón (una partícula de luz) en viajar de un átomo al siguiente.

“Observamos por primera vez que la capa de electrones de una molécula no reacciona a la luz en todas partes al mismo tiempo”, dijo Dörner en el comunicado.

Al fijar la energía de los rayos X, los investigadores hicieron que un fotón eliminara los dos electrones de la molécula de hidrógeno (que tiene dos protones y dos electrones). El fotón hizo rebotar los electrones de la molécula como un guijarro rebotando sobre el agua de un estanque, creando un patrón de onda que se llama patrón de interferencia.

“Usamos la interferencia de las dos ondas de electrones para calcular con precisión cuándo el fotón alcanzó el primer átomo de hidrógeno y cuándo alcanzó el segundo”, dijo en un comunicado Sven Grundmann, coautor del estudio en la Universidad de Rostock en Alemania.

Gracias a un microscopio especial, un detector de partículas muy sensible capaz de registrar reacciones atómicas y moleculares extremadamente rápidas, Dörner y su equipo registraron el tiempo que tarda en producirse esa interferencia.

Sin embargo, aunque es un hito haber logrado calcular ese tiempo usando esta medida, el descubrimiento de los zeptosegundos no es nuevo.

Del femtosegundo al zeptosegundo

Fue en 2016 cuando unos investigadores utilizaron láseres para medir el tiempo en incrementos de hasta 850 zeptosegundos, según se lee en la revista científica Nature Physics.

Esa precisión fue todo un avance desde el trabajo del ganador del Premio Nobel de 1999 Ahmed H. Zewail, un químico y profesor universitario egipcio-estadounidense que usó destellos de luz láser para medir el tiempo en femtosegundos.

Un femtosegundo es un intervalo de tiempo equivalente a 10-15 segundos, es decir, 0,000000000000001 segundos, o una milésima de billonésima de segundo.

Ahora sabemos que se necesitan femtosegundos para que los enlaces químicos se rompan y se formen y, sin embargo, la luz tarda zeptosegundos en viajar a través de una sola molécula de hidrógeno.

Esto no es lo que muchos de nosotros esperábamos cuando nos comunicaron que nuestras vidas se volverían mucho más restringidas, y que estábamos a punto de pasar semanas aburridos, confinados en nuestras casas.

Es muy temprano para contar con investigaciones sobre la cuestión, pero no son pocos los que coinciden en que el tiempo se les pasó volando, y las razones son varias.

• Las curiosas maneras en las que nuestra mente nos engaña sobre el paso del tiempo

Una de las razones es que creamos experiencias subjetivas del tiempo, y eso no siempre se correlaciona con lo vemos en el reloj o el calendario.

Un almuerzo de 20 minutos con un amigo se van volando, mientras que los 20 minutos que pasamos esperando a un tren que viene con retraso pueden parecer interminables, aunque el tiempo sea el mismo.

Menos recuerdos

Nosotros estimamos el paso del tiempo de dos maneras: de forma prospectiva (cuán rápido pasa ahora mismo) y retrospectivamente (cuán rápido pasó la semana o la década pasada)

Durante el confinamiento, aquellas personas aisladas de sus amigos, familia y su trabajo han tenido muchas horas vacías por delante.

La gente ha encontrado todo tipo de soluciones creativas para pasar el tiempo —hornear pan, plantar semillas, grabar videos— pero, inevitablemente, cuando pasas todos los días y noches en casa, los días empiezan a parecerse entre sí.

Muchos descubren que les cuesta diferenciar entre los días de labor y los fines de semana.

Esta confusión de días idénticos nos lleva a crear menos recuerdos nuevos, lo cual es crucial para nuestro sentido de percepción del tiempo.

Los recuerdos son una de las formas en la que juzgamos cuánto tiempo ha pasado.

Cuando te vas de vacaciones por una semana a un lugar nuevo, el tiempo pasa rápido porque todo es nuevo, pero cuando regresas, miras hacia atrás y ves que has creado tantos recuerdos nuevos, que sientes muchas veces que has estado de vacaciones más de una semana.

Lo opuesto puede pasar en cuarentena.

Aunque los días se sientan lentos, cuando llegas al fin de semana y miras hacia atrás, y estimas retrospectivamente cuánto tiempo ha pasado, has creado menos recuerdos de lo habitual y el tiempo parece haber desaparecido.

Es una versión menos extrema de lo que le ocurre a la gente cuando está en prisión o cuando está enferma.

El tiempo pasa penosamente lento y no ven la hora de que todo se acabe, pero cuando miran hacia atrás, les parece que el tiempo se hubiese contraído.

Todo en un mismo lugar

Claro que mucha gente está más ocupada durante el confinamiento, tratando de superar las dificultades tecnológicas de trabajar desde la casa mientras ayuda a sus hijos con la escolarización a distancia.

A pesar de ello, todas estas nuevas actividades se desarrollan casi en un único lugar, lo cual hace que creen menos recuerdos de lo habitual y sientan que el tiempo se les pasa volando.

Decenas de llamadas de Zoom hechas en el mismo sitio empiezan a fundirse en una, en comparación con la vida real donde vemos a la gente en diferentes lugares.

Me pregunto si nuestra percepción del tiempo durante el confinamiento también se ve alterada por la necesidad de vivir más en el presente.

Cuando dejamos vagar a nuestra mente, en tiempos normales soñamos por lo general con el futuro, pero con menos cosas para planear, nuestro horizonte en el tiempo se ha acortado.

Puede que ahora pensemos en los días próximos o en el futuro lejano, cuando imaginamos que todo esto se habrá terminado.

Cuando lleguemos a ese futuro y miremos hacia atrás, a los tiempos del coronavirus, sospecho que nos resultará difícil diferenciar entre los meses de la cuarentena.

• La Ley de Weber: por qué el tiempo pasa más rápido a medida que nos hacemos mayores

Puede que nos acordemos de cuándo nos enteramos de que el virus llegó al país donde vivimos o de cuándo anunciaron la cuarentena.

Este tipo de recuerdos son comunes cuando ocurren eventos grandes.

Pero por la falta de otros marcadores en el tiempo, una vez que comenzó el aislamiento, puede que las semanas siguientes nos resulten difíciles de diferenciar.

El futuro ¿viene o vamos hacia él?

Con frecuencia podemos deducir cuándo ocurrieron distintos eventos tratando de recordar qué estaba pasando en nuestra vida en ese momento (cuando empezamos un nuevo trabajo o salimos para celebrar el cumpleaños de alguien).

Pero cuando apenas puedes salir de tu casa, esas marcas en el tiempo no están allí y todos los días se funden en uno.

Hay una gran diferencia en cómo cada uno de nosotros percibe el tiempo.

En líneas generales, la mitad de nosotros ve el futuro como algo que viene hacia nosotros, mientras estamos quietos, mientras que la otra mitad lo ve como nosotros moviéndonos hacia el futuro.

Puedes descubrir en qué grupo te encuentras con esta pregunta: “La reunión del próximo miércoles adelantó dos días. ¿Qué día será entonces la reunión del miércoles?”.

La pregunta tiene dos respuestas posibles y no hay una correcta.

Los que se ven a sí mismos como estáticos, con el futuro acercándose hacia ellos, tienden a responder lunes, mientras que los que se ven yendo hacia el futuro tienden a decir viernes.

• Por qué Zoom se ha vuelto tan popular para realizar videollamadas durante la pandemia de coronavirus (y otras 3 aplicaciones gratuitas)

Aunque la gente tiene por lo general una preferencia instintiva por una respuesta u otra, ciertas situaciones, como los viajes en tren, pueden alterar las respuestas de la gente.

La psicóloga Lera Boroditsky de la Universidad de Stanford, en Estados unidos, descubrió que cuando la gente está en la zona de salidas de un aeropuerto, donde está obligada a esperar, tiende a decir lunes, mientras que si está en la sala de llegadas donde siente que se está moviendo, tiende a responder viernes.

No puedo demostrarlo, por supuesto, pero me pregunto si la cuarentena nos transformará temporalmente más en gente que responde lunes, obligada a esperar a que el futuro se nos acerque.

*Claudia Hammond es autora del libro “Time Warped: Understanding the Mysteries of Time Perception”

*Esta nota se publicó en BBC Future. Haz clic aquí si quieres leer la versión original en inglés.

Cada cuatro años vemos esta anomalía en nuestros calendarios, pero ¿por qué existe y desde cuándo?

Para responder a estas preguntas debemos trasladarnos a la Antigua Roma, hace más de dos milenios, cuando se descubrió que el calendario no estaba del todo alineado con el año solar.

Nuestro planeta no solamente tarda 365 días en dar una vuelta al Sol sobre su órbita como algunos piensan, sino 5 horas, 48 minutos y 56 segundos más.

Cada cuatro años, esas horas y minutos extras, se convierten en un día: el 29 de febrero.

En este video te explicamos cómo se hace esta operación matemática.

• Por qué y desde cuándo existen los años bisiestos

Una discusión se originó en las redes sociales en torno a la pregunta de si finaliza con este año la década. La respuesta técnica y matemático es no… pero también, culturalmente, puede ser sí.

A la pregunta de un usuario, la Real Academia Española (RAE) respondió que técnicamente cada década comienza cuando finaliza un año acabado en 1 y cada década termina con el final de un año acabado en 0.

Es así que esta década termina el 31 de diciembre de 2020.

“Así, la primera década del siglo XX es la que va de 1901 a 1910; la segunda, de 1911 a 1920; y la próxima comenzará el 1 de enero de 2021″, ejemplifica la RAE.

Ahora bien, y como la misma institución lo aclara: una cosa es la matemática y otra la costumbre. Y es que en la cultura está tan enraizada la expresión “la década de los 20, la década de los 70”, y, en ese sentido, la presente década terminaría con la llegada del 2020.

“El diccionario hace una aclaración adicional. Si bien las décadas empiezan en el año terminado en 1 (1991, 2001), esto cambia cuando “los años de cada siglo (…) tienen la misma cifra en su decena”: “(…) así, la expresión los años veinte alude conjuntamente a los años comprendidos entre 1920 y 1929, ambos inclusive”, cita RCN Radio. 

A esto se suma otra acepción: una década simplemente puede significar el transcurso de 10 años o lo que ha sucedido en 10 años; es decir, un decenio.

Los caprichos del idioma son interesantes, ¿no?

Si te gusta enfatizar tu mirada, el maquillaje para los ojos es fundamental. Sin embargo el maquillaje no dura lo necesario e inviertes más tiempo en estarte retocando.

También vea: Deja tu piel libre de impurezas y quítate el maquillaje con tratamientos caseros

Tips para que el maquillaje duré más tiempo

1. Crema

Si usas crema para los ojos, deja que se absorba antes de maquillarte los ojos.

2. Polvos traslúcidos

Aplica polvos translúcidos sueltos con una brocha grande debajo de los ojos para que sea fácil “limpiar” cualquier sombra que caiga.

3. Primer

Si tienes la piel grasa, usa un “primer” para que ayude a fijar las sombras.

4. Máscara de pestañas

Aplica dos capas de rímel o máscara de pestañas, pero deja que se sequen entre aplicaciones. Para definir las pestañas inferiores, usa el aplicador de manera vertical en vez de dirección horizontal.

5. Ojeras

Si necesitas cubrir tus ojeras, ahora aplica el corrector y la base de maquillaje, si la utilizas.

También vea: 5 formas de desinfectar tus brochas de maquillaje

Consejos para que el tinte de tu cabello dure más tiempo.

• No aclares la raíz. Además, las raíces nunca deben de ser más claras que las puntas de tu cabello.
• Pide a tu peluquero que concentre la intensidad del color a la altura de los ojos y la mandíbula para conseguir un efecto más natural.
• Elige siempre tintes sin amoníaco.
• Dejar las canas transparentes. Al cubrirla mucho, la notaremos más con el paso del tiempo. Lo ideal, aplicar un tinte “tono sobre tono”.
• Consigue un “kit de retoque” (se venden también en los supermercados). Así podrás retocar el color, sin necesidad de teñir todo el cabello tan menudo.
• Por último, no apliques el tinte cuando tengas el pelo muy limpio, ya que el champú impedirá que los pigmentos del tinte penetren debidamente.
• Nada más teñir tu cabello, no lo laves inmediatamente. Primero hay que aclararlo bien y aplicarle el producto específico para limpiar el pelo  después del tinte. Los siguientes lavados puedes hacerlos como siempre.
• Usa champús especiales para cabello teñido. Al no tener sulfatos o aceites protegerán los pigmentos del color.
• Lava tu cabello máximo tres días a la semana.
• El agua en los lavados ha de estar templada o fría. El agua caliente resecará tu cabello y las cutículas se abrirán más, por lo que el tinte se verá perjudicado.
• Huye del sol. Usa siempre protectores solares de calidad para tu cabello. Si puedes taparlo, mejor.
• Procura no abusar de las planchas y secadores. El calor “machaca” literalmente el tinte. En el caso de que tengas que secarlo, aplica siempre un protector térmico en crema o spray. Además de proteger, tu pelo quedará más hidratado y suave.
• No te olvides de usar mascarillas y acondindicionador para cabellos teñidos.

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