Durante mucho tiempo, los científicos pensaron que el espacio y el tiempo eran cosas completamente separadas. En el siglo XIX, los físicos imaginaban el espacio como un escenario tridimensional —como el largo, el ancho y la altura de una habitación—, mientras que el tiempo era como un reloj que avanzaba solo.

Pero entonces, Albert Einstein llegó y dijo: «No, el espacio y el tiempo son en realidad parte de una gran cosa llamada espacio-tiempo». Describió el espacio-tiempo como un tejido 4D que combina las tres dimensiones del espacio (largo, ancho, alto) con el tiempo como la cuarta dimensión. Esta idea ha sido la base de la física moderna durante más de 100 años.

Ahora, un nuevo estudio revoluciona las cosas. Los investigadores responsables de este estudio creen que la vieja idea del siglo XIX podría haber sido correcta después de todo: que el espacio y el tiempo podrían estar separados.

¿Qué encontraron?

Los investigadores analizaron algo llamado cúbit. Un cúbit es un objeto cuántico diminuto, como un componente fundamental del universo a escala mínima. Imagine un cúbit como una moneda especial que puede ser cara, cruz o ambas a la vez. Este estado de «ambas a la vez» se llama superposición, y es algo que solo los objetos cuánticos pueden lograr. Los objetos comunes, como una moneda real, solo pueden ser cara o cruz, no ambas.

Los científicos estudiaron cómo cambia un solo cúbit con el tiempo. Lo midieron en diferentes momentos, como si revisaran el clima cada hora para ver cómo cambia a lo largo del día. Querían ver si el comportamiento del cúbit podía revelarles algo sobre la forma del espacio.

Aquí está lo sorprendente: la forma en que el cúbit cambió con el tiempo se parecía mucho a la geometría del espacio tridimensional, el tipo de espacio en el que vivimos, con longitud, anchura y altura. Por ejemplo, encontraron un patrón matemático en el comportamiento del cúbit que coincidía con la forma en que medimos distancias en el espacio, como la distancia en línea recta entre dos puntos (esto se denomina métrica euclidiana).

Imagina que juegas a un juego donde sigues el movimiento de una pelota a lo largo del tiempo. Al observar cómo se mueve, de repente te das cuenta de que su trayectoria parece un mapa de tu vecindario. Esto es similar a lo que descubrieron los científicos: los cambios del cúbit a lo largo del tiempo parecían crear un mapa del espacio tridimensional.

Los investigadores creen que este descubrimiento sugiere que el espacio y el tiempo podrían no estar tan conectados como pensábamos. Creen que la geometría del espacio (el mundo tridimensional que vemos) podría provenir únicamente del tiempo. En otras palabras, el tiempo podría ser el componente principal, y el espacio podría ser simplemente un resultado de su funcionamiento.

Piensa en el tiempo como un rollo de película. Cada fotograma representa un momento, y a medida que se reproduce, ves cómo se desarrolla una historia. Los investigadores afirman que la «historia» del espacio 3D podría estar oculta en la forma en que se desarrollan esos fotogramas.

¿Cómo desafía esto las ideas de Einstein?

La teoría de la relatividad especial de Einstein afirma que el espacio y el tiempo se entrelazan en un tejido espacio-temporal 4D. Por ejemplo, si viajas muy rápido (cerca de la velocidad de la luz), el tiempo se ralentiza para ti en comparación con alguien que permanece inmóvil.

Esto demuestra la relación entre el espacio y el tiempo. Pero si el espacio y el tiempo estuvieran separados, como sugiere este nuevo estudio, se romperían algunas de las reglas de la teoría de Einstein. Por eso esta idea es tan controvertida entre los científicos.

Los autores del estudio afirman que su idea requiere más pruebas. Sugieren realizar experimentos con objetos cuánticos ultrafríos o cúbits en computadoras cuánticas para comprobar si se comportan de la misma manera.

Sin embargo, no todos están de acuerdo con sus hallazgos. Algunos críticos afirman que el estudio no explica cómo el espacio pudo surgir del tiempo; simplemente muestra una similitud matemática.

Los investigadores también se preguntan si el espacio-tiempo es solo una forma conveniente de describir el universo, pero no la realidad. Imagina que siempre has usado un mapa para desplazarte por tu ciudad, pero luego descubres que el mapa no es la ciudad en sí, sino solo una herramienta para ayudarte a comprenderla. A eso se refieren los científicos: el espacio-tiempo podría ser una herramienta útil, pero el universo podría funcionar de una manera totalmente diferente.

Este estudio fue publicado en arXiv, donde los científicos comparten sus investigaciones antes de que sean revisadas oficialmente.