El crepúsculo del tiempo: por qué la flecha desaparece y el tiempo permanece ✛

Original: "Remarks on the Fundamentals of Time oder die Zeitd\"ammerung"
· Joseph S. Finberg
arXiv:2508.14312 · 2025-08-19 · CC BY 4.0 · 2 min
La muerte térmica del universo apaga la dirección del tiempo, pero no el tiempo mismo: las fluctuaciones cuánticas del vacío lo sostienen.

Cuando la entropía alcanza su máximo, la obra termina. Cae el telón, los actores se van, la escenografía se congela. Pero el escenario permanece. Así ocurre con el tiempo: la muerte térmica del universo borra la dirección «pasado-futuro», pero no el tiempo mismo. Este continúa existiendo como una estructura geométrica sostenida por las fluctuaciones cuánticas del vacío.

La entropía, una medida del desorden, a menudo parece sinónimo de tiempo. La segunda ley de la termodinámica dice que el desorden aumenta, y ese aumento define la flecha del tiempo. Pero esto es una mezcla de categorías. La comparación de entropías S(t2) > S(t1) ya presupone un orden temporal: sin tiempo no se puede decir que «después» es mayor. La entropía es la trama que se desarrolla en el escenario del tiempo, no el escenario mismo.

Incluso en un espacio absolutamente vacío, a temperatura cero, los campos no se quedan quietos: el principio de incertidumbre los obliga a fluctuar continuamente. Estas fluctuaciones pueden considerarse como el tic-tac del reloj más fundamental.

En el estado de muerte térmica, todos los gradientes macroscópicos desaparecen. No hay flujos de energía, no hay reacciones químicas, no hay vida. Pero el vacío cuántico, el estado fundamental de los campos con fluctuaciones irreducibles, sigue vivo. Las funciones de correlación de los campos dependen del intervalo temporal, y la temperatura del horizonte de de Sitter establece la escala característica. El tiempo se conserva como una secuencia pura, desprovista de dirección.

Antes parecía que el tiempo era idéntico a la entropía o se reducía a ella. No estaba claro qué le ocurre al tiempo en la muerte térmica del universo. Ahora se ha mostrado: la entropía solo da la flecha del tiempo, no el tiempo mismo. Incluso con la entropía máxima, la estructura temporal se conserva gracias a las fluctuaciones del vacío y a la geometría. Esta conclusión se obtiene mediante un análisis lógico de los fundamentos de las teorías físicas: la identificación de la presuposición del tiempo en todos los formalismos y la demostración del error categorial de la identificación. Puede servir como base conceptual para los programas de gravedad cuántica y cosmología, donde el tiempo debe surgir de estructuras más fundamentales, y aclara los debates filosóficos sobre la naturaleza del tiempo.

Incluso en un espacio absolutamente vacío, a temperatura cero, los campos no se quedan quietos: el principio de incertidumbre los obliga a fluctuar continuamente. Estas fluctuaciones pueden considerarse como el tic-tac del reloj más fundamental, que nunca se detendrá.

En la novela «La última pregunta» de Isaac Asimov, la supercomputadora al final de los tiempos, cuando el universo ha alcanzado la entropía máxima, todavía existe y actúa: esto resuena con la idea del artículo de que el tiempo no desaparece ni siquiera en la muerte térmica.

T = \frac{\hbar H}{2\pi k_B}
Temperatura del horizonte de de Sitter: incluso en el vacío hay una temperatura característica que fija la escala de las correlaciones temporales.
E_0 = \frac{1}{2}\hbar\omega
Energía de las oscilaciones de punto cero de un modo: la energía mínima, irreductible del vacío, fuente de las fluctuaciones eternas.
Científicos
Ludwig BoltzmannRudolf ClausiusEmmy NoetherJacob BekensteinWilhelm WienJohn Archibald Wheeler
Conceptos
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