Desde que Lemaitre y el Hubble lo propusieron por primera vez en la década de 1920, los científicos y los astrónomos han sido conscientes de que el Universo se está expandiendo. Y a partir de estas observaciones, surgieron teorías cosmológicas como la teoría del Big Bang y la "flecha del tiempo". Mientras que el primero aborda los orígenes y la evolución de nuestro Universo, el segundo argumenta que el flujo del tiempo en una dirección y está vinculado a la expansión del espacio.
Durante muchos años, los científicos han estado tratando de determinar por qué es así. ¿Por qué el tiempo fluye hacia adelante, pero no hacia atrás? Según un nuevo estudio producido por un equipo de investigación del Instituto de Física de Ereván y la Universidad Estatal de Ereván en Armenia, la influencia de la energía oscura puede ser la razón del flujo de tiempo hacia adelante, lo que puede hacer que el tiempo unidireccional sea una característica permanente de nuestro universo
Hoy, teorías como la Flecha del Tiempo y la expansión del universo se consideran hechos fundamentales sobre el Universo. Entre medir el tiempo con relojes atómicos, observar el cambio rojo de las galaxias y crear mapas 3D detallados que muestran la evolución de nuestro Universo a lo largo de miles de millones de años, uno puede ver cómo el tiempo y la expansión del espacio se unen en la cadera.
Sin embargo, la pregunta de por qué este es el caso ha seguido frustrando a los físicos. Ciertas fuerzas fundamentales, como la gravedad, no se rigen por el tiempo. De hecho, se podría argumentar sin dificultad que las Leyes de movimiento de Newton y la mecánica cuántica funcionan igual hacia adelante o hacia atrás. Pero cuando se trata de cosas a gran escala como el comportamiento de planetas, estrellas y galaxias enteras, todo parece reducirse a la Segunda Ley de la Termodinámica.
Esta ley, que establece que el caos total (también conocido como entropía) de un sistema aislado siempre aumenta con el tiempo, la dirección en la que el tiempo se mueve es crucial y no negociable, se ha aceptado como la base de la Flecha del Tiempo. En el pasado, algunos se aventuraron a que si el Universo comenzara a contraerse, el tiempo mismo comenzaría a fluir hacia atrás. Sin embargo, desde la década de 1990 y la observación de que el Universo se ha expandido a un ritmo acelerado, los científicos han llegado a dudar de esto.
Si, de hecho, el Universo está siendo impulsado a mayores tasas de expansión, la explicación predominante es que la "Energía Oscura" es lo que lo está impulsando, entonces el flujo del tiempo nunca dejará de ser de una manera. Llevando esta lógica un paso más allá, dos investigadores armenios - Armen E. Allahverdyan del Centro de Cosmología y Astrofísica del Instituto de Física de Ereván y Vahagn G. Gurzadyan de la Universidad Estatal de Ereván - argumentan que la energía oscura es el razón por qué el tiempo siempre avanza.
En su artículo, titulado "La flecha oscura está influenciada por la energía oscura", argumentan que la energía oscura que acelera la expansión del universo apoya la naturaleza asimétrica del tiempo. A menudo conocida como la "constante cosmológica", refiriéndose a la teoría original de Einstein sobre una fuerza que frenaba la gravedad para lograr un universo estático, la energía oscura ahora se ve como una constante "positiva", empujando al Universo hacia adelante, en lugar de contenerlo. .
Para probar su teoría, Allahverdyan y Gurzadyan usaron un escenario a gran escala que involucra gravedad y masa, un planeta con una masa creciente que orbita una estrella. Lo que descubrieron fue que si la energía oscura tenía un valor de 0 (que es lo que pensaban los físicos antes de la década de 1990), o si la gravedad fuera responsable de unir el espacio, el planeta simplemente orbitaría la estrella sin ninguna indicación de si se estaba moviendo hacia adelante o hacia atrás en el tiempo.
Pero suponiendo que el valor de la energía oscura sea positivo (como toda la evidencia que hemos visto sugiere), el planeta eventualmente sería arrojado lejos de la estrella. Ejecutando este escenario hacia adelante, el planeta es expulsado debido a su creciente masa; mientras que cuando se corre hacia atrás, el planeta se acerca a la estrella y es capturado por su gravedad.
En otras palabras, la presencia de energía oscura en este escenario fue la diferencia entre tener una "flecha del tiempo" y no tener una. Sin energía oscura, no hay tiempo y, por lo tanto, no hay forma de diferenciar entre pasado, presente y futuro, o si las cosas van en dirección hacia adelante o hacia atrás.
Pero, por supuesto, Allahverdyan y Gurzadyan también notaron en su estudio que esta es una prueba limitada y no responde a todas las preguntas candentes. "También notamos que el mecanismo no puede (y no debe) explicar todas las ocurrencias de la flecha termodinámica", dijeron. "Sin embargo, tenga en cuenta que incluso cuando la energía oscura (constante cosmológica) no domina la densidad media (universo temprano o escala de laboratorio actual), todavía existe".
Limitado o no, esta investigación es representativa de algunos nuevos y emocionantes pasos que los astrofísicos han estado tomando últimamente. Esto implica no solo cuestionar los orígenes de la energía oscura y la fuerza de expansión que crea, sino también cuestionar su implicación en la física básica. Al hacerlo, los investigadores finalmente podrán responder la antigua pregunta sobre por qué existe el tiempo y si se puede manipular (es decir, ¡viajar en el tiempo!)
