Se presenta una charla de divulgación científica sobre el enigma cosmológico de la flecha del tiempo

El próximo viernes 3 de noviembre a las 16.30 horas tendrá lugar la charla de divulgación, dirigida a todo público “El Enigma Cosmológico de la Flecha del Tiempo” a cargo del físico, investigador y docente de la UNMDP, Pablo Sisterna. La charla es organizada por la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales en el Aula Magna María del Carmen Maggi y la invitación es de acceso libre y gratuito.

Foto: La charla estará a cargo de Pablo Sisterna, físico, investigador y docente de la UNMDP.

Consultado respecto de la temática que se abordará en el encuentro, Sisterna explicó: “El título hace referencia a algo que realmente sigue siendo un enigma. No es que voy a resolverlo en la charla, porque no está resuelto. Tiene que ver básicamente con el famoso segundo principio de la termodinámica, que expresa que el desorden en el universo tiende a aumentar. Y si en alguna parte algo se ordena, es a costa de que en otra parte alguna otra cosa se desordene igual o más. Ese misterio está conviviendo con nosotros desde fines del siglo XIX, porque, aunque por un lado las leyes de la física son simétricas respecto de la inversión temporal, ¿Qué significa? Es un término técnico eso. Significa que, si un proceso es admitido por las leyes de la física, el proceso inverso también es admisible. O sea, inverso en el sentido de pasar una película de adelante hacia atrás, inverso temporalmente, que pase al revés, es también un proceso admisible”.

“Nosotros en la vida cotidiana vemos, por ejemplo, que cuando le agregamos un chorrito de leche al café, obtenemos café con leche, un líquido más bien beige o marrón. Pero jamás de un café con leche se puede producir espontáneamente un líquido negro y que un chorrito de leche salga de la taza y se dirija a otro recipiente. Eso jamás lo vemos. Sin embargo, podría ocurrir, en principio, si las moléculas de leche se pusieran de acuerdo dentro del café con leche y todas apuntaran en una dirección de convergencia. Eso las leyes de la física no lo prohíben, y sin embargo, no ocurre”, agregó.

Foto: Si un proceso es admitido por las leyes de la física, el proceso inverso también es admisible. Fuente: Imagen generada con IA.

Si el desorden en el universo debería tender a aumentar, ¿Por qué vemos que en muchos casos parece suceder lo contrario? Al respecto Sisterna expresó: “En términos de probabilidad, cualquier sistema macroscópico tiende a ir a estados más desordenados y hay una noción bastante concreta para eso: el concepto de estado desordenado es un concepto macroscópico, no se aplica, a nivel microscópico, no hay un átomo desordenado. Sí hay sistemas macroscópicos desordenados y un sistema es más desordenado cuando el número de estados o configuraciones microscópicas compatibles con ese estado macroscópico es mayor. El ejemplo por ahí más inmediato es el de un mazo de cartas, donde el número de configuraciones posibles que puede tener un mazo de cartas ordenado es poca, no es una sola, pero es poca. Ordenar un mazo de truco del 1 al 12 por palo, es algo que se puede hacer poniendo espadas primero o después, u ordenarlo de 1 a 12 en lugar de 12 a 1, pero no hay muchas combinaciones. En cambio, el número de combinaciones en que vos podés tener un mazo desordenado es mucho mayor, son miles y millones de formas posibles. En este caso, el mazo desordenado sería un estado macroscópico del mazo que tiene un mayor número de posibilidades microscópicas, frente a unas pocas correspondientes al estado ordenado. Sin embargo, cuando uno mira el universo como un todo, uno se pregunta: ¿Por qué ahora hay más estructuras ordenadas que al inicio?”.

“La teoría del Big Bang, en realidad lo único que asegura científicamente y que sabemos por nuestras leyes de la física, es que hubo una época en que todo el universo estaba a muchos millones de grados de temperatura. Eso parece un estado muy desordenado, ¿no? Y, sin embargo, ahora hay muchas estructuras que en esa época no había. En esa época era una enorme bola de plasma donde había electrones, protones, neutrones, fotones, y no había ningún tipo de estructura. A lo sumo, fluctuaciones aleatorias y nada más. Sin embargo, al cabo de unos pocos cientos de millones de años aparecieron galaxias, estrellas, y al cabo de algunos miles de millones de años aparecieron planetas, para finalmente dar paso a estructuras más complejas como nosotros mismos. Bueno, la explicación para eso, parece ser incompatible con el segundo principio de la termodinámica. La explicación para eso es la gravedad, una fuerza atractiva que, por su propia característica, puede generar estructuras allí donde no las había. Lo que los físicos desarrollaron fue el concepto de entropía del propio espacio-tiempo, como para poder seguir manteniendo este segundo principio de la termodinámica.  Este aumento de la entropía total del universo, se sigue pensando que es válido, solo que ahora hay que incluir en el balance total de la entropía algo que hasta hace 50 años no se conocía, que es la entropía del espacio-tiempo, y en particular la entropía de unos entes que son de los más famosos dentro del mundo de la relatividad, que son los agujeros negros, la entropía de los agujeros negros”, detalló.

Foto: Un agujero negro, el ente más famoso del mundo de la relatividad. Fuente: Imagen generada con IA.

Finalmente se preguntó: “¿Por qué el universo no se originó en un estado diferente en esa época antigua? Si realmente los agujeros negros tienen más entropía, ¿Por qué directamente el universo, en esa época, ya no estaba todo arrugado, lleno de agujeros negros? Bueno, eso es una incógnita. La esperanza es que la hipotética gravedad cuántica, o la hipotética teoría del todo, o la hipotética teoría de las cuerdas, algún día lo resuelva. Mientras tanto tenemos este enigma”.

El desafío de la divulgación científica

Por otro lado, respecto de los desafíos que implica la divulgación científica, Sisterna explicó: “Hace 20 años más o menos qué hago divulgación y uno va aprendiendo al cabo de cada charla. Yo sigo aprendiendo y tratando de encontrar nuevas formas de comunicar cosas para todo el público. Creo que hay formas, siempre uno encuentra formas de comunicar cosas complejas. Por supuesto, valga la redundancia, uno busca comunicar lo comunicable. Dentro de todas estas ideas, siempre hay cosas comunicables. Hay otras que quizá no”.

Sobre este aspecto, detalló: “Hay problemas técnicos o matemáticos que uno no puede comunicar, pero uno siempre puede encontrar cosas que se pueden transmitir sin necesidad de escribir una ecuación compleja en la pantalla. Uno de los desafíos del divulgador es ese, encontrar qué cosas se pueden comunicar de una manera no técnica y encontrar la forma de hacerlo. Alguien con poca experiencia en divulgar, va a encontrar que casi nada de lo que sabe se puede divulgar. A medida que uno va adquiriendo más experiencia, va descubriendo más cosas que se pueden divulgar”.

A modo de ejemplo dijo: “A alguien que ni siquiera se acuerde de la matemática del secundario, por ahí no puedo explicarle la relatividad especial, porque involucra raíces cuadradas y divisiones y tal vez ni siquiera comprende ese proceso. Pero sí le puedo contar que cuando un reloj se mueve de determinada manera por el espacio, a determinada velocidad, y se acelera y se desacelera, y posteriormente se compara con un reloj igual a él que se mantuvo estático, encuentra que su aguja o su segundero avanzó menos que el del reloj que se quedó quieto. Eso lo puedo contar, aunque no escriba ninguna ecuación. Quizá no pueda describir la forma en que uno calcula cuánto se atrasa, pero sí le puedo contar el hecho de que se atrasa. Entonces, siempre uno puede encontrar cosas que puede contar. Y sobre todo despertar la curiosidad y humildemente intentar también despertar el asombro. El asombro por las ideas y por los descubrimientos a los cuales han accedido los científicos. La gente vive sus vidas y cada cual sabe un poco de algo y ha ignorado un montón de cosas de otras áreas. Lo interesante de la divulgación es que nos acerca una información que nos permite cambiar la perspectiva de nuestras vidas, nuestra mirada del universo”.

“Por otro lado, al público joven que asiste a estas charlas se le puede despertar alguna vocación, pero al público no joven, adulto o de la tercera edad, se le puede despertar la curiosidad, el asombro, o hacer que se interese por leer un libro de divulgación. También trato en las charlas de fomentar la lectura y promocionar algún que otro libro que valga la pena ser leído. Uno piensa en la juventud, pero no solamente en la juventud, la juventud está bien, está todavía en tiempo para elegir qué estudiar, pero a una persona en edad adulta o de tercera edad, le podés cambiar también un poquito la vida haciéndola más variada, expandiendo sus horizontes de conocimiento a partir de la curiosidad”, concluyó.