Científicos descubren que el tiempo dentro de ciertos materiales no siempre fluye de manera lineal
Un estudio publicado en Nature Physics revela que las moléculas en materiales como el vidrio pueden experimentar fluctuaciones temporales reversibles, desafiando la segunda ley de la termodinámica.
Darmstadt, Alemania – Un reciente experimento llevado a cabo por científicos de la Universidad Técnica de Darmstadt, Alemania, y la Universidad de Roskilde, Dinamarca, ha revelado un fenómeno sorprendente: en ciertos materiales, como el vidrio y algunos plásticos, el tiempo no siempre fluye de manera lineal. Este hallazgo, publicado en la prestigiosa revista Nature Physics, desafía nuestra comprensión actual de la segunda ley de la termodinámica y abre nuevas preguntas sobre la naturaleza del tiempo a nivel molecular.
Reversibilidad temporal a nivel molecular
En la vida cotidiana, percibimos el tiempo como unidireccional, avanzando siempre hacia el futuro. Sin embargo, las fórmulas físicas, desde las de Newton hasta la ecuación de Schrödinger, no dependen de la dirección del tiempo. Este hecho permite a los físicos cuestionar por qué experimentamos el tiempo de manera tan unidireccional, a pesar de que la física fundamental no lo exige.
La respuesta tradicional a esta cuestión radica en la segunda ley de la termodinámica, que establece que la entropía o el desorden de un sistema tiende a aumentar con el tiempo. Esto explica por qué, por ejemplo, una taza rota no se reconstruye por sí sola o un huevo cocido no vuelve a su estado crudo. Sin embargo, el reciente descubrimiento de los científicos desafía esta idea en un nivel muy específico.
Durante el experimento, los investigadores utilizaron una cámara de alta sensibilidad para observar cómo la luz láser dispersada por una muestra de vidrio formaba patrones de interferencia. Al analizar estos patrones, el equipo descubrió fluctuaciones moleculares que, bajo ciertas condiciones, parecían no distinguir entre el pasado y el futuro. Estas fluctuaciones, denominadas «reversibles en el tiempo», sugieren que a nivel molecular, el tiempo podría comportarse de manera diferente dentro de estos materiales.
El concepto de «tiempo material»
Este fenómeno, conocido como «tiempo material», se basa en una teoría propuesta hace 50 años que sugiere que el tiempo dentro de ciertos materiales fluye a un ritmo diferente, dependiendo de la velocidad con la que se reorganizan sus moléculas. Al igual que el «tiempo propio» en la teoría de la relatividad, el «tiempo material» ofrece una nueva perspectiva sobre cómo entendemos el flujo temporal en diferentes contextos.
Sin embargo, los investigadores, liderados por Till Böhmer, subrayan que, aunque estas fluctuaciones moleculares son reversibles, esto no implica que el proceso de envejecimiento en general sea reversible. Los materiales continúan envejeciendo y avanzando hacia un estado de equilibrio dictado por la entropía global del sistema. En otras palabras, aunque las oscilaciones moleculares pueden retroceder, no afectan significativamente el envejecimiento general del material.
Implicaciones y futuros estudios
El estudio representa un gran avance en la comprensión de la termodinámica y el comportamiento del tiempo en sistemas físicos. No obstante, también plantea nuevas preguntas. Los científicos se preguntan ahora si esta reversibilidad temporal es exclusiva del vidrio y ciertos plásticos, o si podría ser una característica más común en otros materiales. Además, queda por explorar cómo este «reloj interno» varía entre diferentes sustancias y si este fenómeno podría llevar al desarrollo de nuevas teorías que vinculen el envejecimiento material con la física fundamental.
El equipo de investigación reconoce que este fue un «enorme reto experimental», como lo describió Böhmer, dado que observar y documentar estos movimientos moleculares requirió un equipo altamente sofisticado y una precisión extrema en la recolección de datos.
Este hallazgo no solo desafía las nociones establecidas sobre el tiempo y la entropía, sino que también abre una puerta a futuras investigaciones que podrían cambiar nuestra comprensión del universo a nivel fundamental.