Todos los modelos son erróneos, pero algunos son útiles.
Si alguna vez leíste sobre mecánica cuántica, es muy probable que te sintieras confundido o simplemente tonto. Al fin y al cabo, la mecánica cuántica es contraintuitiva, o eso nos dicen la mayoría de los expertos en la materia, incluyendo a los divulgadores científicos. «Si te sientes confundido», suelen decir, «vas por buen camino». Pero la mecánica cuántica es contraintuitiva porque, hasta hace muy poco, los científicos no podían imaginar la idea de que las partículas son tan rápidas que retroceden en el tiempo. Sin embargo, experimentos recientes muestran que la luz a veces es «más rápida que la luz».
Cuando nos permitimos pensar que las partículas transitan el tiempo en ambas direcciones, la mecánica cuántica se vuelve de repente muy fácil de explicar, al menos como modelo. Aquí propongo un conjunto de herramientas para que puedas explicar a otros cómo estos viajes en el tiempo explican algunos fenómenos característicos de la mecánica cuántica.
Planilandia
Planilandia es un recurso muy útil cuando queremos estudiar la complejidad de nuestra realidad. Para crearla, tendrás que eliminar una de nuestras dimensiones espaciales y quedarte con un plano. Carl Sagan utilizó Planilandia en su época para explicar lo difícil que puede ser para un planilandés entender nuestra tercera dimensión. En nuestro caso, usaremos Planilandia para apreciar mejor a la dimensión del tiempo.
Cuando quiero explicar mecánica cuántica, suelo usar un objeto familiar: un tanque para peces. Si colocas el plano directamente sobre la superficie del agua, tendrás una clara separación de capas y otros comprendan fácilmente lo que sucede en el entorno. En Planilandia, el tiempo está en la tercera dimensión: arriba-abajo. El aire representa el futuro y el agua representa el pasado.
La gravedad es lo que crea al tiempo
Intuitivamente entendemos que el tiempo se mueve solo en una dirección. En cierto modo, esto es muy similar al efecto de la gravedad en nuestro mundo. Las cosas van casi siempre de arriba para abajo. Nuestra gravedad es la que genera la sensación de tiempo en planilandia. Desde fuera de la pecera, nosotros los humanos podemos ver que las cosas pueden moverse hacia arriba y hacia abajo sin que sea contraintuitivo. También sabemos que las cosas interactúan en esta tercera dimensión, independientemente de si interactúan con planilandia.
Explicar cómo se ve un objeto que “cae en el tiempo” en planilandia y los límites de la percepción.
Los habitantes de planilandia no siempre perciben la interacción en la tercera dimensión (el tiempo). Esto no significa que no sucedan cosas por encima o por debajo de Planilandia. Otra limitación crítica es que tampoco pueden distinguir entre objetos que caen y objetos que suben, porque para ellos el fenómeno es exactamente el mismo. Solo pueden ver lo que cruza su plano mientras lo cruza.

Si tienes un vaso de agua a mano, escoge un objeto cercano y sumérgelo. Imagina que lo único que puedes ver es exactamente lo que sucede a nivel de la superficie. Primero muévelo hacia abajo, luego en la dirección opuesta. Tú ves la tercera dimensión y para ti es fácil saber en qué dirección se mueve el objeto. Desde la perspectiva de un planilandés, es imposible saber si el objeto baja o sube. Ambas direcciones se verían iguales. Estas limitantes forman parte también de la ciencia en Planilandia, similar a las limitaciones de nuestra propia relatividad general. Sobre todo en lo que tiene que ver con nuestra percepción del tiempo. Si vemos el video de una burbuja flotando contra un fondo de un color homogéneo, tendríamos mucha dificultad en saber si la burbuja viene o va. Alguien podría reproducir el video en dirección contraria y no podríamos ser capaces de distinguir cuál es el video real entre ambas versiones.
Ahora, vamos a llevar una de estas burbujas a Planilandia. Usamos burbujas porque la mayoría de la gente ha jugado con ellas y pueden comprender su imprevisibilidad y fragilidad. Esta naturaleza refleja lo «aleatorio» y efímero de partículas pequeñas como los fotones y los electrones.
Las burbujas como una “excepción” a la gravedad
Las burbujas son especiales porque rebotan, tanto en superficies duras como en el agua (añadimos un poco de jarabe y glicerina para asegurarnos de que esto ocurra). En otras palabras, se mueven en la dirección arriba-abajo incluso cuando están en contacto directo con la superficie. ¿Por qué las burbujas son tan desconcertantes para los habitantes de Planilandia? ¡Son completamente impredecibles! Una burbuja de jabón puede:
- Mantener el mismo diámetro (porque está en la superficie), o
- Hacerse más grande o más pequeña (porque está “rebotando” o vibrando como respuesta a estímulos externos, hundiéndose, o elevándose), o
- Cambiar entre las dos configuraciones anteriores (porque el aire la perturba, por ejemplo), o
- Desaparecer (porque estalló o se levantó por completo).
Como dije antes, las burbujas son las partículas cuánticas de Planilandia. Las burbujas de nuestro mundo son los fotones, y seguramente otras partículas cuánticas. Experimentos recientes sugieren que los fotones, de hecho, oscilan en el tiempo en ambas direcciones. Sabemos esto porque en 2023, unos científicos dividieron un haz de luz en el tiempo y la luz se comportó como una onda, generando un patrón de interferencia. Esto significa que los fotones tomaron todos los caminos posibles en el tiempo. Recuerda, los fotones son las burbujas inestables de nuestra realidad.
Explique la analogía del experimento de doble rendija con las burbujas
En nuestro mundo, la luz se comporta como una onda si no la perturbamos, pero cuando intentamos medirla, se comporta como una partícula. Algo similar ocurre con las burbujas. Si las miden indirectamente , por ejemplo, tomando fotos consecutivas del plano mientras la burbuja está allí, observarán cambios en el diámetro a lo largo del tiempo que no parecen predecibles. Una brisa leve hará vibrar a la burbuja, otro estímulo la puede levantar un poco y estímulos más fuertes pueden levantarla totalmente o reventarla. Si dibujas estos cambios de diámetro, obtendrás una distribución de probabilidad de diámetro. Si los planilandeses podrían, de alguna manera, medir su propio plano, verían literalmente las ondas creadas por la burbuja.
Desde nuestra perspectiva, podemos determinar el tamaño de una burbuja; sin embargo, los científicos que estudian Planilandia solo pueden considerar estos diámetros como una onda de probabilidad. Una burbuja puede ser grande o pequeña, y quienes viven en este mundo no pueden saberlo realmente porque desconocen su profundidad. También saben que esta naturaleza ondulatoria no dura mucho, ya que si una burbuja se mueve, pronto desaparecerá. Lo importante aquí es que entendamos que la burbuja parece ser una partícula dinámica e inestable.
Cuando los científicos que estudian Planilandia intentan medir la burbuja directamente , su naturaleza errática desaparece, ya que de repente se comporta como un objeto bidimensional. En realidad, la reventaron y solo les quedó el borde, que para ellos no es realmente diferente, pues es todo lo que siempre pudieron percibir de la burbuja. Nosotros hacemos algo similar al detectar fotones: interactuamos físicamente con ellos. Sin embargo, la observación indirecta no altera su estado «natural». Podemos pensar en nuestros dispositivos de medición de fotones como si fueran una aguja. Cuando medimos al fotón, lo reventamos, y pierde su capacidad de «vibrar» en el antes-después.
Opcional: utilizar mosquitos para explicar el entrelazamiento cuántico
Los mosquitos pueden posarse en el agua gracias a la tensión superficial. Un habitante de Planilandia vería cada pata como un objeto independiente y pensaría en ellas como tal. Sin embargo, al mover una de las patas, todas se elevan a la vez. Desde su perspectiva, estos parecerían ser objetos «entrelazados» cuánticamente. Lo cierto es que estos objetos están conectados en la tercera dimensión, la que los habitantes de Planilandia no pueden percibir. Dado que el entrelazamiento se refiere a la posición de la partícula, tal vez se podría decir que diferentes mosquitos «abren» sus patas en diferentes ángulos, y al medir una pata en relación con sus dos ejes, pueden saber cómo «se moverán» o «se movieron» las otras patas.
Resumen
- Nosotros somos los habitantes de Planilandia. Habitualmente percibimos cuatro dimensiones (tres espaciales y una temporal) bajo la premisa de que el tiempo es unidireccional, porque esa es la dirección preferida por el ojo macroscópico. Sin embargo, el avance constante del tiempo es más una percepción humana que una realidad definitiva. Tanto la relatividad general como la mecánica cuántica permiten bucles temporales bajo ciertas condiciones o modelos. En otras palabras, que las partículas se muevan hacia atrás en el tiempo.
- Los científicos suelen describir las partículas como ondas de probabilidad. Una posible explicación es que las partículas rebotan constantemente en el tiempo, moviéndose tanto hacia adelante como hacia atrás. Por ello, aparecen en nuestro presente más de una vez, lo que resulta en lo que llamamos «superposición».
- El “colapso” de la función de onda es el resultado de no permitir el movimiento de partículas en una dirección hacia atrás en el tiempo a medida que se “adhieren” a un equipo que está “cayendo” en el tiempo.
- Las partículas entrelazadas cuánticamente se dividen en el espacio, pero permanecen entrelazadas en un tiempo pasado/futuro, por lo que la medición desencadena la misma reacción en ambas partículas, independientemente de la distancia. Esto es muy fácil de entender al visualizar el tiempo como un eje vertical en Planilandia.