Los científicos han desvelado un nuevo conocimiento sobre la naturaleza fundamental de las ondas y su relación con el tiempo, lo que podría remodelar la comprensión del universo.

Infobae

Durante décadas, los físicos han comprendido cómo interactúa la luz con la materia, y a menudo la describen mediante ecuaciones de onda estándar. Sin embargo, el profesor asistente Matias Koivurova, de la Universidad del Este de Finlandia, decidió desafiar esta sabiduría convencional. Postuló que la velocidad de una onda podría no ser siempre constante, y esto llevó a la formulación de una “ecuación de onda de aceleración”.

La solución inicial a esta ecuación dejó perplejos a los científicos, pero cuando Koivurova se asoció con el grupo de Óptica y Fotónica Teórica, dirigido por el profesor asociado Marco Ornigotti de la Universidad de Tampere, comenzaron a desentrañar sus profundas consecuencias. Descubrieron que este nuevo marco ofrecía una dirección del tiempo bien definida, una flecha del tiempo, según decidieron llamar a este hecho, que está estrechamente relacionada con el comportamiento de las ondas en aceleración.

Tradicionalmente, la dirección del tiempo se ha entendido a través de la termodinámica, donde el aumento de la entropía (la energía no utilizable para realizar trabajo y que se expresa como el cociente entre el calor cedido por un cuerpo y su temperatura absoluta) indica el avance del tiempo. Sin embargo, la investigación de Koivurova muestra que la ecuación de la onda acelerada crea una flecha del tiempo de forma independiente. Permite que fluya solo en una dirección, lo que proporciona información sobre por qué las partículas individuales parecen poseer una dirección fija del tiempo.

Este descubrimiento, que fue publicado en la revista Óptica, arroja luz sobre algunos misterios de larga data de la física y revela una flecha del tiempo previamente inexplorada.

¿Será definitivamente imposible viajar en el tiempo?

La importancia de este descubrimiento se extiende a todos los fenómenos ondulatorios del mundo natural, haciendo de la dirección fija del tiempo una propiedad general de la naturaleza. Ofrece una perspectiva novedosa sobre la relación entre el tiempo y el comportamiento de las ondas, con implicancias de gran alcance para diversas disciplinas científicas.

Una consecuencia crítica de esta investigación se relaciona con la larga controversia entre Abraham y Minkowski, que gira en torno al comportamiento del impulso de la luz cuando ingresa a un medio. Si bien este debate ha continuado con evidencia experimental que respalda a ambos lados, el equipo de Koivurova descubrió que la ecuación de onda acelerada conserva el impulso de la luz, resolviendo la disputa y atribuyendo la conservación del impulso a efectos vinculados a la relatividad.

Este marco innovador también permite el modelado analítico de ondas dentro de materiales que varían en el tiempo, lo que permite a los científicos explorar situaciones que antes solo eran accesibles a través de simulaciones numéricas. Una aplicación particularmente intrigante incluye el estudio de cristales de tiempo fotónicos desordenados, materiales hipotéticos en los que las ondas se desaceleran exponencialmente mientras aumentan exponencialmente en energía. La investigación muestra que este cambio es el resultado de la experiencia de la onda en el espacio-tiempo curvo, violando localmente el principio de conservación de energía.

Este extraordinario avance en física desafía la comprensión fundamental del universo y allana el camino para futuras investigaciones. Tiene efectos de gran alcance, desde fenómenos ópticos cotidianos hasta pruebas de laboratorio de la relatividad general. No sólo ofrece nuevos conocimientos sobre la relación entre las ondas y el tiempo, sino que también permite vislumbrar por qué el tiempo tiene una dirección preferida.

Tras cuatro décadas de estudio del comportamiento humano y de los primates, el nuevo libro del neurocientífico Robert Sapolsky llega a un veredicto que muchos podrían considerar devastador: no tenemos libre albedrío.

DW

En la actualidad, Robert Sapolsky es ampliamente reconocido como uno de los científicos más respetados. Este distinguido biólogo y neurocientífico de 66 años, que trabaja en la Universidad de Stanford, se destacó inicialmente como primatólogo, investigando a los babuinos salvajes en Kenia. Su trabajo reveló cómo las complejas interacciones sociales de estos primates generan estrés y cómo este estrés afecta su salud.

Sin embargo, Sapolsky cambió su enfoque hacia la neurociencia y se dedicó a investigar el comportamiento en diversas especies animales, incluyendo a los humanos. Recientemente, ha llegado a una conclusión un tanto controvertida, y para muchos quizás un tanto desoladora, sobre la naturaleza humana: según él, prácticamente todo el comportamiento humano está fuera de nuestro control. En otras palabras, está firmemente convencido de que el concepto del «libre albedrío» es inexistente, sin excepciones.

«No somos ni más ni menos que la suma de lo que no podemos controlar: nuestra biología, nuestro entorno y sus interacciones», asegura Sapolsky, según recoge New Scientist.

Pero ¿cómo puede ser esto cierto? ¿Acaso no tomamos decisiones libremente en cada momento de nuestras vidas, eligiendo hacer ciertas cosas sobre otras sin ninguna influencia externa directa?

Implicaciones morales complejas  

El argumento de Sapolsky plantea cuestiones éticas complejas, ya que desafía la idea de la responsabilidad individual y culpa en acciones perjudiciales. Si se acepta su perspectiva, podría implicar que las personas no tienen un control real sobre sus acciones y, por lo tanto, no pueden ser culpables de sus malas acciones, lo que tendría entonces implicaciones significativas en la moral y la justicia social. No obstante, Sapolsky tiene una respuesta diferente al supuesto «problema».

«Máquinas biológicas»

En su último libro, Determined: A Science of Life Without Free Will (Determinado: Una ciencia de la vida sin libre albedrío), Sapolsky ha profundizado recientemente en sus reflexiones y observaciones sobre este controvertido concepto. En él, el neurocientífico refuta los argumentos biológicos y filosóficos a favor del libre albedrío, sosteniendo que los acontecimientos cerebrales previos, en interacción con un entorno específico, determinan el comportamiento.  

En concreto, el científico subraya que todo lo que hacemos viene determinado por nuestra biología, genes, hormonas, educación, infancia y las diversas circunstancias de la vida que se extienden incluso mucho más allá de nosotros. Esta cadena interminable de causas, que se remonta a nuestros padres y más allá, crea una red casi infinita de factores que acaban traduciéndose en nuestras acciones.  

Así, desde esta perspectiva, según Sapolsky, no somos seres autónomos como creemos ser, sino más bien una amalgama de estas influencias que se manifiestan en nuestras acciones. En esencia, nos considera simples «máquinas biológicas», al igual que cualquier otro organismo vivo.

«El mundo está realmente loco y es mucho, mucho más injusto por el hecho de que premiamos y castigamos a la gente por cosas sobre las que no tienen ningún control», declaró Sapolsky a Los Angeles Times. «No tenemos libre albedrío. Dejen de atribuirnos cosas que no existen», agregó.

Desafiar creencias arraigadas en nuestra conversación cultural

Para Sapolsky, incluso si, al leer estas palabras, no está convencido, esa supuesta decisión estaría predeterminada. Como admitió Sapolsky en una entrevista con The New York Times, sus afirmaciones son provocativas, pero se conformaría con que aquellos que lean su libro comiencen a cuestionar esta creencia profundamente arraigada en nuestra conversación cultural.

Eliminar la noción de libre albedrío, según Sapolsky, socava por completo nuestra identidad y autonomía, así como la fuente de sentido de nuestras vidas. Por ello, esta idea, según él, resulta especialmente difícil de rechazar por la complejidad que entraña.  

Además, Sapolsky argumenta que la idea del libre albedrío como la capacidad de ser dueños de nuestras acciones es, en última instancia, una «definición completamente inútil», dada la interconexión de factores que influyen en nuestras elecciones y comportamientos.

«Para que existiera ese tipo de libre albedrío, tendría que funcionar a nivel biológico con total independencia de la historia de ese organismo», declaró al periódico. «Se podrían identificar las neuronas que provocan un comportamiento concreto, y no importaría lo que estuviera haciendo cualquier otra neurona del cerebro, cuál fuera el entorno, cuáles fueran los niveles hormonales de la persona, en qué cultura se hubiera criado», agregó.

Pero Sapolsky argumenta que esto sí es relevante, insistiendo en que todo tiene un origen y que nuestras mentes no operan de forma independiente de esos factores. Ilustra esto señalando cómo estamos condicionados a responder a diversos estímulos a lo largo de nuestra vida, como un mal olor. Nuestra reacción ante ese olor está determinada por nuestra genética, específicamente los receptores olfativos que hemos heredado, y también por cómo nos han condicionado durante nuestra educación para responder a esa percepción.