¿Por qué el tiempo avanza y no retrocede?

Uno de los mayores enigmas de la física es también uno de los más cotidianos: el tiempo parece tener una dirección. Lo sentimos avanzar desde el pasado hacia el futuro, y todo lo que vivimos se ordena en esa secuencia. Pero ¿por qué el tiempo avanza y no retrocede? ¿Es una propiedad fundamental del universo, o solo una ilusión derivada de cómo lo percibimos?

Este misterio ha desconcertado a científicos durante más de un siglo. Aunque las leyes fundamentales de la física son, en su mayoría, simétricas respecto al tiempo —es decir, funcionan igual hacia adelante que hacia atrás—, nuestra experiencia cotidiana contradice esta simetría. Los huevos se rompen, pero no se recompone un huevo roto. Las personas envejecen, pero no rejuvenecen. La historia avanza, pero no regresa.

La flecha del tiempo: una dirección aparente

El concepto que intenta explicar este fenómeno se llama flecha del tiempo, una idea propuesta por el físico Arthur Eddington en 1927. Esta “flecha” describe la dirección en la que el tiempo fluye, y está íntimamente relacionada con la entropía, una medida del desorden en los sistemas físicos.

Según la segunda ley de la termodinámica, en un sistema cerrado la entropía siempre tiende a aumentar. Esta tendencia es irreversible. Por ejemplo, si mezclamos tinta con agua, las moléculas se dispersan y no vuelven espontáneamente a su estado inicial. Esta dirección de aumento de entropía define, en muchos sentidos, la dirección del tiempo que experimentamos.

La entropía y la segunda ley de la termodinámica

La segunda ley de la termodinámica es una de las leyes más firmes en toda la ciencia. Dice que la cantidad total de entropía de un sistema aislado no puede disminuir con el tiempo. Esto significa que los sistemas evolucionan desde un estado de orden relativo hacia uno de mayor desorden.

Por ejemplo, si dejamos una taza caliente sobre una mesa, con el tiempo se enfriará porque el calor se dispersa en el entorno. El proceso contrario —que el calor vuelva a concentrarse espontáneamente en la taza— no ocurre. Esta irreversibilidad es una manifestación de que el tiempo avanza, al menos a nivel macroscópico.

Las leyes físicas fundamentales no distinguen el tiempo

Lo más curioso es que las ecuaciones básicas de la física clásica y cuántica son en su mayoría reversibles en el tiempo. Si tomamos las leyes de Newton, las de Maxwell o incluso la ecuación de Schrödinger, todas permiten que los eventos ocurran tanto hacia adelante como hacia atrás.

En otras palabras, si grabáramos un fenómeno físico sin fricción y luego reprodujéramos el video al revés, sería perfectamente coherente con las leyes de la física. Entonces, ¿por qué en nuestra experiencia cotidiana nunca vemos que el tiempo retroceda?

La respuesta vuelve a apuntar a la entropía. Aunque las leyes permiten procesos reversibles, en la práctica, las condiciones iniciales del universo parecen haber favorecido un estado de baja entropía. Desde ese punto de partida, todo ha evolucionado hacia un mayor desorden.

¿Por qué el universo comenzó con baja entropía?

Esta pregunta es fundamental para entender la flecha del tiempo. Si el universo hubiera comenzado en un estado de entropía máxima, no habría flecha del tiempo: todo estaría en equilibrio térmico, y no habría cambios significativos. Sin embargo, el universo primitivo estaba sorprendentemente ordenado.

No se sabe con certeza por qué el universo comenzó así. Algunos cosmólogos sugieren que es una cuestión de condiciones iniciales al momento del Big Bang, mientras que otros creen que podría haber leyes aún desconocidas que favorezcan un inicio con baja entropía. Este aspecto sigue siendo un gran misterio en física.

El tiempo en la física cuántica

Cuando miramos hacia la física cuántica, el panorama no se vuelve más claro. En este dominio, el paso del tiempo se vuelve aún más complejo. Las funciones de onda, que describen las probabilidades de los estados cuánticos, también evolucionan de forma reversible según la ecuación de Schrödinger.

Sin embargo, cuando se hace una observación o medición, ocurre un fenómeno llamado colapso de la función de onda, en el que el sistema parece elegir un único resultado entre muchos posibles. Este colapso introduce una forma de irreversibilidad que podría estar relacionada con nuestra percepción del tiempo, aunque esto sigue siendo tema de intenso debate.

¿Podría el tiempo fluir en ambas direcciones?

Algunos físicos han explorado la posibilidad de que el tiempo no tenga una dirección universal, sino que pueda fluir en diferentes direcciones dependiendo del observador o de las condiciones locales. En ciertos modelos cosmológicos, incluso se plantea la existencia de regiones del universo donde el tiempo podría avanzar al revés con respecto a nuestra percepción.

Estas ideas son altamente especulativas, pero no imposibles desde el punto de vista teórico. En la práctica, sin embargo, todas nuestras observaciones están condicionadas por la flecha del tiempo que conocemos, lo que limita nuestra capacidad de experimentar otra.

La psicología del tiempo

Además de los aspectos físicos, la experiencia del paso del tiempo también tiene una dimensión psicológica. Los seres humanos tenemos una memoria que nos permite recordar el pasado pero no prever el futuro. Esto refuerza la sensación de que el tiempo “fluye”.

Algunos científicos consideran que la percepción del tiempo es una construcción del cerebro, y que el tiempo como tal podría no fluir, sino que todos los momentos existen simultáneamente, como cuadros en una película. Esta visión se alinea con la teoría del universo bloque, propuesta en relatividad, donde pasado, presente y futuro coexisten.

¿El tiempo es una ilusión?

Algunos físicos radicales como Julian Barbour han defendido la idea de que el tiempo no existe realmente, y que lo que llamamos tiempo es solo una ilusión generada por el cambio entre estados del universo. En su visión, todos los posibles “ahoras” existen en un paisaje estático, y la sensación de movimiento temporal es solo una forma en la que conectamos esos estados.

Aunque esta propuesta no es ampliamente aceptada, muestra cuán profundo es el problema de entender qué es realmente el tiempo, y por qué parece avanzar.

Un misterio abierto

La cuestión de por qué el tiempo avanza sigue sin una respuesta definitiva. La entropía parece ofrecer una explicación parcial, pero no completa. La reversibilidad de las leyes físicas, el papel del observador y las condiciones del universo primitivo son piezas de un rompecabezas aún incompleto.

Comprender el tiempo no solo tiene implicaciones para la física, sino también para nuestra comprensión del universo y de nosotros mismos. ¿Es el tiempo una dimensión tan real como el espacio? ¿O solo una forma de ordenar los acontecimientos?

Por ahora, seguimos avanzando hacia el futuro, un segundo a la vez, sin posibilidad de retorno, mientras la ciencia continúa tratando de entender por qué el tiempo avanza y no retrocede.