Física sin tiempo

Una vez leí sobre un escenario de ciencia ficción donde en un planeta la distancia desde un centro específico era el tiempo. La vida en ese formato progresó en altura desde el centro, creció contornos de cierta altura y se volvió plana en la muerte. La conciencia de esas entidades tenía tiempo definido por sus cambios, pero los humanos solo vieron un paisaje contorneado completo que no cambiaba en términos humanos.

Nosotros, los humanos, definimos el tiempo por cambios. Los contornos tridimensionales de nuestro entorno, descritos por dx/dy, dy/dz,dz/dx, etc., cambian de valor. Estos cambios nos obligan a definir el tiempo. El movimiento del sol, día y noche estos son cambios geométricos en los contornos que serían invariantes si t=constante. En contraste con el hipotético planeta sobre nuestra cuarta dimensión, el tiempo, tiene un álgebra más complicada pero el concepto es el mismo.

La física sin el tiempo sería simplemente geometría tridimensional, invariante, y es evidente que la geometría tridimensional por sí sola no describe ni siquiera el fenómeno más simple que observamos, una manzana que cae, por ejemplo.

Ninguna formulación completa de la física sin el tiempo es posible. Para ser física, una formulación debe explicar y predecir el universo observable, del cual el tiempo es una característica fundamental. En una formulación atemporal, ninguna cantidad puede cambiar y ningún evento puede causar o ser causado. Dado que encontramos abrumadoramente que las cantidades cambian y los eventos tienen relaciones causales entre sí, una formulación puramente atemporal no es física.

Conocemos partículas que existen fuera del tiempo: los fotones, viajando a la velocidad de la luz, ven su trayectoria (y su tiempo de vida) contraído relativistamente en un punto (y un instante sin duración). Obviamente, debe ser matemáticamente posible describir lo que le sucede a un fotón en su propio marco de reposo.

Simplemente no sabemos cómo: simplemente cambiar nuestro marco de referencia conduce al problema de que todo en el camino del fotón aparece en el mismo punto, el único que ha visto el fotón (en su marco de reposo). No podemos comprimir suficiente información en un punto singular para que esto funcione de la forma en que la relatividad sugiere que debería funcionar, con las leyes conocidas de la física.

Si pudiéramos descubrir cómo las leyes conocidas de la física (o quizás nuestra transformada de Lorentz, o quizás nuestra noción de espacio-tiempo) necesitan extenderse para describir la física conocida desde el punto de vista de un fotón, tendríamos una descripción fuera del tiempo, y por lo tanto, al menos superficialmente libre de tiempo.