Causalidad

(En inglés: Causality)

La existencia de una flecha del tiempo tan nítidamente definida en nuestro universo tiene una consecuencia obvia: el principio de causalidad. Como concepto, a algunos filósofos de opiniones tan distintas como Karl Popper o Bertrand Russell esta idea no les gustaba demasiado. El bueno de Bertrand fue el que se mojó más:

“Creo que la ley de causalidad, como mucho de lo que circula entre los filósofos, es una reliquia de una época pasada que sobrevive, como la monarquía, sólo porque se supone erróneamente que no hace daño.”

–Sir Bertrand Russell, “Sobre la noción de la causa”, 1912.

Efecto dominó

La escalera del dominó suele ponerse como ejemplo de causalidad. Cada una de las fichas actúa como causa y efecto a la vez. Sin embargo, la realidad es típicamente más compleja e incorpora un notable componente de azar.

No obstante, en este blog preferimos ceñirnos más al positivismo científico. Y en el mundo físico, debido precisamente a los Principios de la Termodinámica, la baja entropía inicial del cosmos y la asimetría temporal de la misma que vimos la semana pasada, se manifiesta una clara secuencia o proceso en los fenómenos que lo constituyen. O algo que se comporta exactamente como si hubiera causas y efectos, en ese orden temporal. Una bala siempre alcanza su blanco después de ser disparada, nunca antes. Un niño siempre nace después de ser concebido, nunca antes. Una estrella siempre muere después de formarse, nunca antes. Se puede debatir todo lo que se quiera sobre la filosofía de la causalidad, pero a mí esto me resulta sospechosamente parecido a una secuencia de causas y efectos, que a su vez se convierten en las causas de los siguientes efectos, y así sucesivamente hasta la muerte térmica del universo o por ahí. Jamás hemos observado ninguna violación de este proceso, en ninguna parte del cosmos.

El proceso no es estrictamente determinista, al menos en el sentido de que el azar tiene bastante que decir. Esto es, ningún efecto es posible sin sus causas, pero una causa o un conjunto de causas pueden tener efectos muy distintos, de los cuales sólo uno o un reducido número de los mismos suceden efectivamente. En el caso de la bala, ésta alcanzará su blanco o cualquier otra cosa, e incluso el cartucho puede fallar. A veces, el efecto del azar puede ser predominante, como por ejemplo en la desintegración de partículas radiactivas. Las partículas radiactivas siempre terminan desintegrándose. Además, sucederá a un ritmo conocido y predecible: su vida media. Sin embargo, el momento exacto en que lo hará una partícula específica depende por completo del azar cuántico y no se puede predecir. Es decir, es totalmente estocástico. Según el instante en que suceda, puede tener consecuencias –efectos– totalmente distintos y de gran calado sobre la secuencia causal de los acontecimientos futuros, en una forma de efecto mariposa. Detrás de todo esto alientan también la complejidad y el caos.

Midiendo radiación beta-gamma “al aire” dentro de una vivienda en Valencia con un contador Geiger soviético DP-5V en la escala x0,1, el 05/06/2011. Cada uno de esos clics, que se llaman “cuentas”, se corresponde con la desintegración de una partícula radiactiva presente en el ambiente (en este caso, por radiación natural). El momento exacto en el que esto sucede es totalmente aleatorio.

Sin embargo, el azar no altera el hecho sencillo de que la desintegración de la partícula radiactiva –el efecto– sigue necesariamente a la causa –la existencia de una partícula radiactiva–, que la precede en el tiempo. No se ha violado el principio de causalidad.

El cono de luz

Esto nos conduce a otra idea curiosa. Imagínate que enciendes una lámpara de bola a la intemperie. Al instante, la luz que emites empieza a expandirse a, bien, pues a la velocidad de la luz, claro. Si nada le corta el paso en ninguna dirección (por ejemplo, en el espacio exterior), avanzará con la forma de una esfera, en todas direcciones a la vez. En poco más de un segundo, tu luz pasará por la órbita de la luna. A los ocho minutos y medio, estará más allá del sol. Incluso aunque apagues la lámpara, la luz que ya emitiste seguirá avanzando sin parar. En algo más de catorce horas, abandonará el sistema solar para adentrarse en el espacio interestelar. A los cuatro años y tres meses, llegará a la próxima estrella. Y así, para siempre. Aquí puedes ir controlando por dónde anda la primera luz que te vio nacer. Si pudiésemos verlo desde un lado (o sea, en dos dimensiones), este sería más o menos el aspecto de tu esfera de luz:

Expansión de una esfera de luz en el vacío

Expansión de una esfera de luz en el vacío

Pero si lo representamos a lo largo de la flecha del tiempo (otra dimensión, como ya vimos anteriormente), adquiriría esta pinta:

Cono de luz hacia el futuro

Cono de luz hacia el futuro

A esto lo llamamos un cono de luz. Y ahora viene la parte intrigante. Dado que la velocidad de la luz es la máxima posible en nuestro universo (y no, esto no es un capricho, veremos el porqué más adelante), tu cono de luz contiene toda tu influencia posible sobre esta realidad (tenga algo que ver con la luz o no). Fuera de tu cono de luz, es como si jamás hubieses existido. Dentro de tu cono de luz, tienes algo que decir. Y esto es aplicable a la totalidad de los objetos o sucesos del cosmos.

Igualmente podemos proyectar el cono de luz hacia atrás en el tiempo, de tal modo que represente los límites de todo lo que ha podido tener influencia sobre ti (o sobre cualquier otro suceso) en el pasado. Así, obtenemos uno de los gráficos más queridos por los relativistas:

El cono de luz de la Relatividad Especial

El cono de luz de la Relatividad Especial

Por supuesto, si cada suceso de este universo (incluyéndote a ti) “transporta” su propio cono de luz, éstos pueden entrar en contacto e influirse entre sí, como de hecho ocurre constantemente. Ahora ya puedes decirle a tu pareja que vuestros conos de luz están entrelazados, y con ello vuestras líneas de universo, lo que queda así como muy romántico. O a cualquier otro bicho viviente y demás sucesos. Pero bueno, vamos a empezar a ir ya al grano. ¿Se puede o no se puede viajar por el tiempo?

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05. March 2014 by tonicanto
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