Leonard Kelley es licenciado en física con especialización en matemáticas. Le encanta el mundo académico y se esfuerza por explorarlo constantemente.

Básicos

La idea del tiempo imaginario como un constructo serio de la física comenzó con el auge de la cosmología cuántica de Hawking y otros físicos. Según la relatividad, la métrica que describe el espaciotiempo es ds2=-dt2 + dx2 + dy2 + dz2. Si tomamos el tiempo como imaginario, encontraríamos que la métrica se convierte en euclidiana (geometría a la que estamos acostumbrados) y, por tanto, es más fácil de manejar. Pero la idea creció en otros campos, y uno de los hijos de ese periodo de desarrollo fue la teoría de Hawking-Hartyle que intentaba resolver el estado inicial del Universo. Recordemos que no nos gusta tratar con infinitos en nuestra realidad, y según la relatividad general el Universo comenzó en un estado de densidad de materia infinito. La teoría de Hawking-Hartyle dice que el tiempo imaginario era una dimensión del Universo que se perdió para nosotros a medida que el Universo se desarrollaba, actuando como el estado infinito predicho. Pero Hawking consideró que era imposible comprobarlo, por lo que le restó importancia como una propuesta más que como una teoría (Morris 164-5, Anderson)

Entonces, ¿cómo podemos pensar en el tiempo imaginario en un contexto que podamos entender? El tiempo imaginario es una forma diferente de pensar en la progresión del espacio-tiempo. Lo que consideramos tiempo real sería el pasado, el presente y el futuro. El tiempo imaginario sería perpendicular al presente (como en un plano complejo), lo que permite que sucedan muchas cosas a la vez. ¿Por qué querríamos demandar un concepto tan extraño? Sirve para las singularidades. En ellas, el espacio-tiempo se enrosca sobre sí mismo y nuestra física conocida se rompe. Pero con el tiempo imaginario, se formaría en cambio una superficie cerrada (con 3 dimensiones) que se separaría de nuestro espacio tiempo (Hawking 81).

Ahora bien, ese estado infinito del Universo que mencioné necesita esta dimensión extra porque nos da una forma de hablar de algo finito que no tiene límites, con una esfera como ejemplo conceptual de Hawking. No tener límites es genial, porque podemos extender la física hacia fuera y jugar con lo que necesitamos, un sistema que está aislado del espacio-tiempo real al que estamos acostumbrados. Así, el Universo tal y como lo conocemos empezó con un Big Bang, pero éste era sólo un estado que continúa en un tiempo imaginario, eliminando la búsqueda de algún estímulo que pusiera en marcha nuestra realidad (Hawking «The Beginning»).

Opiniones divergentes

Ahora, suponiendo que el tiempo imaginario sea siquiera una posibilidad… ¿qué significa siquiera? Después de todo, su título de imaginario parece indicar su papel como una herramienta más que como una realidad. Pero los números imaginarios desempeñan un papel en varias ramas de la ciencia, especialmente en la electrónica. El tiempo imaginario sería una nueva forma de hablar de la relatividad y la mecánica cuántica. Puede que nos cueste hablar de este concepto por su uso remoto y difícil en las singularidades y la dimensionalidad. Puede que tengamos que pensar en él no en nuestros términos espaciales, sino en una forma diferente, quizás no física. Todavía no estamos seguros, ya que muchos físicos adoptan el enfoque de la herramienta en lugar del enfoque literal (Welch).

Algunas interpretaciones del trabajo de Hawking parecen apuntar al tiempo imaginario como una solución a los problemas del túnel cuántico. Algunos experimentos muestran que las partículas van posiblemente más rápido que c, una clara violación de la relatividad. Pero los científicos ofrecen la siguiente idea: ¿y si el tiempo imaginario está influyendo en la acción de la partícula? ¿Y si esas lecturas causales resultan de una acción no causal que no violaría las leyes a las que estamos acostumbrados? Después de todo, la mecánica cuántica tiene componentes imaginarios que son difíciles de deconstruir. Tal vez sea la partícula la que exhiba algún movimiento en el tiempo imaginario, sin consecuencias reales para nuestro tiempo real, sino para algún punto de vista estocástico, aparentemente aleatorio (Chao).

Amigos, ésta es, en efecto, una frontera que hay que seguir explorando…

Trabajos citados

Anderson, Christian Coolidge. «Definiendo la Física en el Tiempo Imaginario: Positividad de la Reflexión para Ciertas Múltiples Riemannianas». Math.harvard.edu. Harvard University, Mar. 2013. Web. 28 feb. 2018.

Chao, Wu Zhong. «El tiempo imaginario en el proceso de túnel». arXiv: 0804.0210v1.

Hawking, Stephen. Black Holes and Baby Universes. New York: Bantam Publishing, 1993. Print. 81.

—. «El principio del tiempo». Hawking.org.uk. Web. 06 oct. 2017.

Welch, Kerri. «El significado del tiempo imaginario». Textureoftime.wordpress.com. 15 Jul. 2015. Web. 28 feb. 2018.

© 2018 Leonard Kelley

Brad Watson – Miami el 02 de septiembre de 2019:

El tiempo es unidimensional, pero tiene 12 aspectos diferentes…

12. El tiempo imaginario.