Finalment, uns 10.000 milions danys després del Big Bang, els plans de la natura culminarien amb laparició de la vida en un racó perdut dun univers que és immens i insondable.
El primer capítol, però, no està dedicat a lunivers, ni a les partícules i forces, ni tan sols a les estrelles. Perquè hi ha un convidat, potser inesperat per molts simplement perquè a penes li prestem cap atenció i el donem per fet: el temps.
Un temps que permet el flux dels esdeveniments com si fos el corrent dun riu, que els ordena un rere laltre, i que no permet rebobinar i convertir la natura en un caos en el qual no puguin progressar els processos físics i químics, sense els quals no hi hauria res.
Sorprenentment, no sembla haver-hi (quasi) cap impediment que obligui el temps a funcionar com ho fa, convertint instants de futur en passat. I si no fos així? I si el temps es comportés de forma aleatòria i impredictible? En la nostra vida quotidiana, i també en tot el que ens envolta, les causes precedeixen els efectes. El foc és la conseqüència dhaver encès abans un llumí, i no pas al contrari. Avui som vius perquè fa temps vàrem néixer. I tot i que pugui ser un interessant argument per a una pel·lícula de ciència-ficció, en un univers en què el temps no fluís ordenadament i sempre cap endavant no hi hauria cap procés que pogués progressar, i molt menys la vida.
En aquesta primera part del llibre jugarem al tot o res. I és que no shi val a badar, i, tal com anirem veient, petits canvis en la configuració dels fonaments de lunivers haurien conduït a un cosmos solitari, buit de qualsevol forma de vida possible, per simple que volguéssim que fos.
1
La fletxa del temps
Fa un cert temps que vaig escriure el text que ara llegeixes.
Que òbvia que ens sembla aquesta afirmació! I és justament al darrere daquesta aparent obvietat on samaga un dels més grans misteris de la natura: el temps.
Són nombrosíssims els pensadors que, al llarg de la història, han reflexionat sobre aquesta qüestió. I quan un parla del concepte de temps, sembla quasi obligat referir-se a la frase potser més famosa atribuïda a un daquests pensadors, sant Agustí dHipona, que encapçala una bona part dels llibres i articles científics dedicats a lestudi del temps: «Què és, doncs, el temps? Si ningú mho pregunta, ho sé, però si vull explicar-ho a qui mho pregunta, no ho sé.»
És increïble que un concepte tan quotidià, tan innocent com el temps hagi ocupat durant segles les ments dels més brillants filòsofs i científics. I tot i lesforç invertit, encara avui en dia som incapaços de contestar algunes preguntes bàsiques i fonamentals sobre la naturalesa dallò que anomenem temps.
En un llibre dedicat a meravellar-nos sobre la nostra existència, sobre algunes de les moltes molèsties que la natura sha pres per configurar un univers tolerant a la vida (almenys en un petit i humil racó de lespai), és normal que sigui precisament el temps el primer element al qual li dediquem atenció. Perquè ell ens ordenarà cronològicament els esdeveniments, començant pel mateix Big Bang i arribant fins a laparició de la vida al nostre planeta. En definitiva, el temps és el que ha determinat líndex del llibre que ara tens entre mans.
Ja tavanço, benvolgut lector, que a continuació descobrirem ni més ni menys que la primera de les molèsties a què ens referíem. Sense aquest temps, sense el seu capriciós funcionament, no existiríem.
El pont fantasma entre el passat i el futur
Tots tenim clar què és el passat. És el conjunt desdeveniments, dexperiències, dhistòries, que queden al darrere del moment actual. És la certesa, tot allò que ja ha succeït. Podem parlar del passat recordant-lo, enyorant-lo. Ens podem fins i tot penedir de fets relatius al passat. Però el que no podem fer és canviar-lo.
Per altra banda, per nosaltres el futur representa el desconegut, el que ha de venir, la incertesa. Tot allò que ens espera un instant més enllà del moment actual. El futur és, per definició, impredictible i alhora modelable, dues qualitats totalment inaplicables al passat. El que fem avui tindrà influència en el que passarà demà, però mai en el que va succeir ahir. El passat està escrit, però el futur espera a ser relatat.
La senzilla reflexió que acabem de fer ens posa sobre la taula una profunda asimetria. Que diferent que és el passat del futur! I quin és el punt de tall? Quin és el moment tan especial que fa que un nanosegon abans fos el passat invariable, i que el mateix nanosegon més endavant correspongui al futur desconegut? Aquest moment tan especial és el que anomenem ara.
I aquí és on comencen alguns dels problemes que fan trontollar el nostre enteniment del temps. Perquè un hauria desperar, dun punt tan rellevant i màgic com lara, que fa que passat i futur siguin tan extraordinàriament diferents entre ells, que representés una entitat clara i diàfana. Que lara no estigués envoltat de dubte. Però la realitat és que sí que ho està, i molt.
Per començar, el meu ara resulta diferent del dun company que, per exemple, hagi viatjat a un dels planetes habitables de lestrella Vega.1
Vega es troba aproximadament a vint-i-cinc anys llum de distància. Això vol dir que la llum, en qualsevol de les seves formes (llum visible, infraroja, ultraviolada, rajos X, rajos gamma, microones, ones de ràdio) triga vint-i-cinc anys a arribar-nos des daquell món tan llunyà.
La llum és el missatger universal. És el que ens porta la informació del cosmos. La llum que miraven, amb els ulls plens democió i alhora temor, els nostres avantpassats. La mateixa que capten els nostres moderns instruments i que ens permet estudiar com són i funcionen les estrelles, com neixen els planetes, o com sestà expandint lunivers.
Des que Einstein va formular la relativitat especial, sabem que res no pot viatjar més ràpid que la llum en el buit.2 Per tant, qualsevol intent de preguntar-se què deu estar fent ara el nostre company en un dels planetes de Vega no té gaire sentit. Exactament, a quin ara ens referim?
A quin ara ens referim?
Si poguéssim observar el nostre amic amb un potentíssim telescopi, en el moment en què ens saludés amb la mà en realitat estaríem veient un fet que va passar fa vint-i-cinc anys. És aquest, lara a què ens volíem referir? El que ell va fer fa vint-i-cinc anys?
Si ens tempta contestar que realment lara a què ens referim és el que correspondria a un moment daquí a vint-i-cinc anys, en un intent per compensar el decalatge temporal comentat anteriorment, ens podem trobar amb grans contradiccions.
Des de la formulació de la relativitat especial sabem, i quan dic que sabem és perquè ho hem pogut experimentar amb partícules dins els nostres acceleradors, que la velocitat relativa entre dos observadors afecta la manera com els seus respectius rellotges llegeixen el temps. O, en altres paraules, que la vida transcorre a un ritme diferent per als dos observadors (aquesta darrera afirmació és molt més aclaridora que la primera, tot i que alhora és enigmàtica, ja que evita pensar que el problema resideix en els mecanismes dels rellotges).
Des de la formulació de la relativitat especial sabem, i quan dic que sabem és perquè ho hem pogut experimentar amb partícules dins els nostres acceleradors, que la velocitat relativa entre dos observadors afecta la manera com els seus respectius rellotges llegeixen el temps. O, en altres paraules, que la vida transcorre a un ritme diferent per als dos observadors (aquesta darrera afirmació és molt més aclaridora que la primera, tot i que alhora és enigmàtica, ja que evita pensar que el problema resideix en els mecanismes dels rellotges).
Amb la relativitat especial sota el braç, avaluem de nou la proposta anterior, la que deia que lara que emprarem per al cas de lamic que és en un dels planetes de Vega serà el que igualarà el nostre ara i el seu «daquí a vint-i-cinc anys». I llavors caiem en el compte que, en aquests vint-i-cinc anys de marge, el viatger podria haver decidit, avorrit per aquell solitari món, retornar a la Terra, amb el resultat, increïble però cert, que mentre es mogués cap a nosaltres els rellotges sanirien desquadrant, el seu avançant més lentament que el nostre. Finalment ho podríem confirmar un cop ens retrobéssim, quan el rebéssim amb un fraternal i mai més ben dit «Que bé que et veig! Per a tu sí que no passen els anys». I és que, literalment, nosaltres hauríem envellit més ràpid que ell.3
Tot de sobte, lara que dèiem shauria convertit en el nostre futur, un fet totalment contradictori.
La conclusió és que lara és un concepte purament local.
Infinits ares
Com que la velocitat de la llum és immensa, a efectes de la nostra humil vida quotidiana tot això que acabem de veure no té cap mena dimportància, i fent una molt bona aproximació podem suposar que som capaços darribar a un acord sobre lara amb qualsevol altre habitant del planeta. No en va, en un sol segon la llum és capaç de fer set voltes senceres al planeta, de manera que en una videoconferència, o en una trucada telefònica amb qualsevol habitant terrestre, tots dos podrem convenir que ens estem veient, o parlant, en el mateix moment. Acordarem que els nostres respectius ares coincideixen en un de sol.
Però a mesura que agafem perspectiva més enllà de la Terra, aquesta indeterminació del concepte «ara» es fa més evident.
La qüestió encara es posa més interessant degut, novament, al geni dEinstein. Perquè la seva relativitat, aquest cop la general, ens explica que el temps no sols es veu afectat per la velocitat relativa entre dos observadors, sinó també per la gravetat. I aquest és el KO tècnic que tomba qualsevol definició dara que no sigui local. Simplement perquè la gravetat és justament un concepte local. La intensitat de la gravetat és diferent al nivell del mar que al tercer pis de ledifici del costat. O en un avió a tres mil metres daltura. O a la Lluna. I la diferència encara és més exagerada entre la que notem a la Terra i a la vora dun forat negre.
De nou, nosaltres, habitants de la Terra, hem pogut arribar a un acord sobre el temps passant per alt tots aquests efectes, ja que són diminuts i irrellevants a escala planetària. Malgrat això, és interessant notar que algunes de les aplicacions més trivials que emprem cada dia, com per exemple les basades en la tecnologia GPS, necessiten entendre, i compensar, la diferència que presenta el pas del temps entre nosaltres i els satèl·lits que orbiten a vint mil quilòmetres daltitud. Sense aquesta correcció, els GPS serien incapaços de guiar-nos enlloc.4
El problema al qual ens enfrontem és important. Acabem de deduir que el moment actual, lara, és un concepte local, i que no té gaire sentit preguntar per altres ares que no siguin els nostres propis, aquí a la Terra. Però havíem vist que lara és el punt màgic que ens separa el passat del futur. Si es difumina la idea dun ara universal, si sesborra aquest punt de referència tan extraordinari, també sesvaeix qualsevol intent de fixar fronteres entre el passat i el futur que siguin vàlides per a tothom.
Haig de confessar que tot això em resulta confús i inquietant, com segurament et resulta a tu mentre llegeixes aquestes línies. Potser per aquest motiu vivim desquena a aquestes reflexions, probablement per no tornar-nos bojos. I dissimulem, com qui no vol la cosa, pensant que aquests fets tan estranys relatius al temps no tenen gaire relació amb nosaltres.
Però per molt que dissimulem, no podem passar de puntetes per sobre del que, sens dubte, és el gran misteri del temps. Sí, perquè el que acabem de veure no és més que la punta dun iceberg molt més gros.
Llavors... què és el temps?
Encara impactats després de descobrir com deteri és lara i alhora que extraordinàriament diferents són passat i futur, ja no podem defugir durant més estona la pregunta que intentava conwtestar sant Agustí.
Parlant del temps, segur que trobarem mil i una definicions, totes certes però a la vegada incompletes o no del tot satisfactòries. No és increïble? Maneguem constantment el temps, lutilitzem a cada instant (fixa-thi!, acabo demprar un terme relatiu al temps!), i no sabem definir-lo duna forma única i clara.
De vegades, els científics (i també els filòsofs!) recorrem al vell truc de generar magnífiques frases, postulats o fórmules que ens fan quedar a tots com a reis si ens les aprenem de memòria, però que en realitat amaguen un rerefons complexíssim.
Així doncs, per no donar-hi més tombs, i si sant Agustí ens ho permet, podem triar dues «simples» definicions que qualsevol pot trobar en la literatura existent que abordi la qüestió del temps.
La primera és dir que el temps és una coordenada, una entitat a la qual podem atorgar un valor que ens permet situar un fet concret. Igual com tenim tres coordenades espacials amb les quals podem localitzar un objecte, hi podem afegir una quarta coordenada, aquest cop temporal, amb la qual eliminem el dubte de si lobjecte en qüestió el trobarem avui, a les seves coordenades espacials, o si hi era ahir. Aquest plantejament quadridimensional és, de fet, el que sempra habitualment en el marc de la relativitat i també de la cosmologia.
La segona definició diu que el temps és un regle de mesurar, i que lutilitzem per calcular les durades de les coses, és a dir linterval (de temps!) que separa dos esdeveniments. Així, per exemple, diem que la funció de teatre ha durat dues hores, o que ledat del nostre univers és de 13.800 milions danys.
Que senzill, oi? Però només cal reflexionar una mica per adonar-se que no hem definit pas el temps. Simplement hem parlat de la seva utilitat. De com els humans hem après a fer ús pràctic duna misteriosa entitat amb lobjectiu dentendrens, quedar amb la parella en un lloc i moment determinat, o saber quan sortirem de la feina.
Hi ha una tercera definició possible del temps, molt més profunda, que és incapaç de fer el que els científics (i de vegades els filòsofs) volíem fer, que és amagar la complexitat. Aquesta tercera manera dentendre el temps ens diu que és el riu que ens transporta des del passat al futur. És el flux continu de les coses i dels fets.
Un flux unidireccional
Només coneixem un camí entre el passat i el futur. Entre lahir i el demà. Aquest camí és el temps, o, més ben dit, el pas del temps. A cada granet que cau dins el nostre rellotge de sorra, el futur es converteix en passat. Aquesta transició, que transforma desconeguts instants de futur en fragments inqüestionables de passat, és el que anomenem la fletxa del temps.