Brian Handwerk Para National Geographic News Publicado el 4 de enero de 2012
La teoría de la relatividad de Einstein sugiere que la gravedad puede hacer que el tiempo se ralentice. Ahora los científicos han descubierto una manera de hacer que se pare del todo o, al menos, que lo parezca curvando la luz para crear un «agujero» en el tiempo.
La nueva investigación se basa en «capas de invisibilidad» que hacen que parezca que los objetos desaparecen. La idea es que si la luz se mueve alrededor de un objeto en lugar de chocar directamente contra él, la luz no se dispersa y el objeto es invisible para el observador.
Así, los científicos de la Universidad Cornell han hecho uso de un concepto similar para crear un agujero en el tiempo, aunque muy pequeño, pues el efecto dura unas 40 billonésimas de segundo.
«Imagina que pudieras desviar la luz en el tiempo (ralentizarlo, acelerarlo) para crear un agujero en el haz de luz», comenta el coautor del estudio y físico de Cornell Alex Gaeta.
«En este caso, lo que suceda en ese instante no dará lugar a la dispersión de la luz, será como si nunca hubiera ocurrido».
Como ejemplo Gaeta sugiere los rayos láser que atraviesan la sala de un museo para proteger las obras de arte. «Si atraviesas un láser, la alarma se dispara».
«Sin embargo, imaginemos un aparato que acelere una parte del haz y desacelere otra, de tal manera que hay un instante en el que no hay haz. Podrías atravesarlo y, en el otro lado del evento, el aparato haría lo contrario (acelerar la parte desacelerada y desacelerar la acelerada)», explica. «Se reconstruiría el haz de luz, por así decirlo, y el detector nunca podrá saber si ha sucedido algo».
Parando el tiempo
Para llevar a cabo su experimento, descrito esta semana en la revista Nature, Gaeta y sus colegas hicieron pasar el haz a través de un aparato llamado «lente del tiempo».
Mientras que una lente convencional curva el haz de luz en el espacio, ésta modifica la distribución temporal, y no espacial, de la luz.
«Es una forma de controlar las propiedades de un haz de luz en el tiempo, darle forma y distorsionarla en el tiempo», afirma Gaeta.
El coautor del estudio Moti Fridman, también de la Escuela de Ingeniería Física y Física Aplicada de la Universidad Cornell, hizo que el haz de luz atravesara un vidrio de fibra óptica más delgada que un cabello humano, «lo que modificó la frecuencia y longitud de onda del haz, por lo que se movió a una velocidad diferente y se creó un “agujero” en el tiempo», explica
Durante el experimento, lo que sucedió en ese «agujero» no fue detectado.
Zhimin Shi, ingeniero óptico de la Universidad de Rochester, afirma que otros científicos han discutido la posibilidad teórica de este experimento. «Sin embargo, ésta es la primera demostración de cómo se puede crear una brecha temporal y ocultar algo tanto en el espacio como el tiempo», añade Shi, que no participó en el estudio.
Una ayuda para la informática
Aunque la investigación se encuentra todavía en su primera fase, la manipulación del tiempo podría tener en el futuro múltiples aplicaciones. «Creo que todavía no somos conscientes de las posibilidades que ofrece», afirma Shi. «Lo primero en lo que piensa la gente es en ocultar algo, como con la capa de Harry Potter».
Sin embargo, una lente del tiempo también permitiría insertar información en un flujo de datos sin interrumpirlo. «Creo que sería mucho más valioso esconder datos de una fibra óptica que robar en un museo», comenta Fridman, de la Universidad Cornell.
«Con este aparato se podría manipular datos e invertirlo todo después», añade.
Por ejemplo, esta técnica podría usarse en chips ópticos para agilizar el procesamiento de datos y la transmisión en los ordenadores o a través de Internet.
En primer lugar, Shi afirma que el agujero debe ser mayor. Además, los científicos deben aplicar el efecto en la luz tridimensional que alcanza un objeto desde todas las direcciones en lugar de un único haz, como en el experimento actual.
Sin embargo, como paso inicial el experimento llevado a cabo por investigadores de la Universidad de Cornell tiene importantes ventajas. «Ofrece una mayor comprensión del tiempo y el espacio en el que vivimos», concluye Shi.
La teoría de la relatividad de Einstein sugiere que la gravedad puede hacer que el tiempo se ralentice. Ahora los científicos han descubierto una manera de hacer que se pare del todo o, al menos, que lo parezca curvando la luz para crear un «agujero» en el tiempo.
La nueva investigación se basa en «capas de invisibilidad» que hacen que parezca que los objetos desaparecen. La idea es que si la luz se mueve alrededor de un objeto en lugar de chocar directamente contra él, la luz no se dispersa y el objeto es invisible para el observador.
Así, los científicos de la Universidad Cornell han hecho uso de un concepto similar para crear un agujero en el tiempo, aunque muy pequeño, pues el efecto dura unas 40 billonésimas de segundo.
«Imagina que pudieras desviar la luz en el tiempo (ralentizarlo, acelerarlo) para crear un agujero en el haz de luz», comenta el coautor del estudio y físico de Cornell Alex Gaeta.
«En este caso, lo que suceda en ese instante no dará lugar a la dispersión de la luz, será como si nunca hubiera ocurrido».
Como ejemplo Gaeta sugiere los rayos láser que atraviesan la sala de un museo para proteger las obras de arte. «Si atraviesas un láser, la alarma se dispara».
«Sin embargo, imaginemos un aparato que acelere una parte del haz y desacelere otra, de tal manera que hay un instante en el que no hay haz. Podrías atravesarlo y, en el otro lado del evento, el aparato haría lo contrario (acelerar la parte desacelerada y desacelerar la acelerada)», explica. «Se reconstruiría el haz de luz, por así decirlo, y el detector nunca podrá saber si ha sucedido algo».
Parando el tiempo
Para llevar a cabo su experimento, descrito esta semana en la revista Nature, Gaeta y sus colegas hicieron pasar el haz a través de un aparato llamado «lente del tiempo».
Mientras que una lente convencional curva el haz de luz en el espacio, ésta modifica la distribución temporal, y no espacial, de la luz.
«Es una forma de controlar las propiedades de un haz de luz en el tiempo, darle forma y distorsionarla en el tiempo», afirma Gaeta.
El coautor del estudio Moti Fridman, también de la Escuela de Ingeniería Física y Física Aplicada de la Universidad Cornell, hizo que el haz de luz atravesara un vidrio de fibra óptica más delgada que un cabello humano, «lo que modificó la frecuencia y longitud de onda del haz, por lo que se movió a una velocidad diferente y se creó un “agujero” en el tiempo», explica
Durante el experimento, lo que sucedió en ese «agujero» no fue detectado.
Zhimin Shi, ingeniero óptico de la Universidad de Rochester, afirma que otros científicos han discutido la posibilidad teórica de este experimento. «Sin embargo, ésta es la primera demostración de cómo se puede crear una brecha temporal y ocultar algo tanto en el espacio como el tiempo», añade Shi, que no participó en el estudio.
Una ayuda para la informática
Aunque la investigación se encuentra todavía en su primera fase, la manipulación del tiempo podría tener en el futuro múltiples aplicaciones. «Creo que todavía no somos conscientes de las posibilidades que ofrece», afirma Shi. «Lo primero en lo que piensa la gente es en ocultar algo, como con la capa de Harry Potter».
Sin embargo, una lente del tiempo también permitiría insertar información en un flujo de datos sin interrumpirlo. «Creo que sería mucho más valioso esconder datos de una fibra óptica que robar en un museo», comenta Fridman, de la Universidad Cornell.
«Con este aparato se podría manipular datos e invertirlo todo después», añade.
Por ejemplo, esta técnica podría usarse en chips ópticos para agilizar el procesamiento de datos y la transmisión en los ordenadores o a través de Internet.
En primer lugar, Shi afirma que el agujero debe ser mayor. Además, los científicos deben aplicar el efecto en la luz tridimensional que alcanza un objeto desde todas las direcciones en lugar de un único haz, como en el experimento actual.
Sin embargo, como paso inicial el experimento llevado a cabo por investigadores de la Universidad de Cornell tiene importantes ventajas. «Ofrece una mayor comprensión del tiempo y el espacio en el que vivimos», concluye Shi.
