El tiempo desde el desorden: cómo los átomos mostraron un reloj interno ✛

Original: "Testing the problem of time with cold atoms"
· Giovanni Barontini
arXiv:2509.07745 · 2025-09-09 · CC BY 4.0 · 1 min
Los físicos demostraron que el tiempo no se mide por el tictac, sino por el aumento del desorden dentro de un sistema.

Los científicos tomaron una nube de átomos más fría que el espacio y la cortaron por la mitad con un láser. Una mitad permanecía visible; la otra, oculta. En lugar de un reloj, midieron el aumento del desorden: la entropía. Gracias a ella, todos los eventos se alinearon en una secuencia clara, incluso cuando la parte visible se expandía o contraía. El desorden funcionó como las manecillas: cuanto más caos, más lejos en el tiempo. En una habitación sin ventanas, el desorden creciente es el único signo del tiempo. Siguiendo el mismo principio, la entropía permitió escribir una ecuación que describía la parte invisible: la sombra cobró voz. La idea ya la anticiparon John Wheeler y Bryce DeWitt en los años sesenta: el tiempo no es absoluto, surge de las relaciones. Ahora esto es un hecho experimental. Este enfoque abre el camino para entender el tiempo dentro de los agujeros negros, en el momento del Big Bang y allí donde el espacio-tiempo está curvado al extremo.

El desorden en un sistema cerrado nunca disminuye, y eso impone al tiempo una dirección del pasado hacia el futuro.

\tau(\lambda) = \frac{\sigma}{k_B} \int_{\lambda} \frac{dS}{d\phi} |d\phi|
El tiempo entrópico τ es proporcional a la integral del cambio de entropía dS a lo largo de la trayectoria del campo φ, donde σ es una unidad de tiempo arbitraria y kB es la constante de Boltzmann.
i\hbar \partial_\tau \psi(\tau, a) = \Phi(\tau)\psi(\tau, a) + \Lambda(\tau) H_{\text{geom}}\psi(\tau, a)
La evolución de la función de onda ψ según el tiempo entrópico τ está determinada por la fase global Φ y la bomba entrópica Λ, que multiplica al hamiltoniano geométrico H_geom.
Científicos
Ludwig BoltzmannRudolf ClausiusJacob BekensteinWilhelm WienCharles BennettJohn von Neumann
Conceptos
evolución temporal gato de Schrödinger ecuación de Schrödinger condensado de Bose-Einstein flecha del tiempo experimento de laboratorio autoensamblaje dirigido por entropía ecuación de Boltzmann estado gato de schrödinger observación simulación atomística retrospective forecast trampa de átomos ecuación de Wheeler-DeWitt ecuación de Gross-Pitaevskii teorema ergódico segunda ley de la termodinámica entropía