La Retrocausalidad y la Mecánica Cuántica

Aún no existen pruebas empíricas exactas de la retrocausalidad, pero los datos empíricos existentes, como los de las pruebas de Bell, pueden interpretarse de forma que apoyen el marco retrocausal.

^{Por: Amal Pushp, Físico Afiliado de Resonance Science Foundation}  

¿Has pensado alguna vez que los estados futuros podrían afectar a los acontecimientos ocurridos en el pasado? Aunque esta idea suene bastante extraña, es posible gracias a un efecto de la mecánica cuántica llamado retrocausalidad. Según este concepto, la causalidad y el tiempo no funcionan en el sentido convencional y, sorprendentemente, un efecto puede ser anterior a su causa, invirtiendo así también la direccionalidad del tiempo.

Normalmente, en el mundo clásico, esto no es lo que experimentamos realmente. Para cada causa hay un efecto correspondiente, pero funcionan secuencialmente y no a la inversa. El proceso de pensamiento convencional sugiere que, una vez que se ha producido un determinado acontecimiento, la probabilidad de que pueda revertirse es casi nula. La razón física es sencilla y tiene que ver con la flecha del tiempo. En general, la flecha del tiempo apunta en una única dirección hacia delante y éste es uno de los principales retos sin resolver de los fundamentos de la física, porque los físicos no saben a ciencia cierta por qué la naturaleza del tiempo es así.

La idea de retrocausalidad procede de interpretaciones conocidas de la mecánica cuántica. Por ejemplo, la posibilidad de influencias retrocausales ha sido bien explorada por la interpretación transaccional de la mecánica cuántica propuesta por el físico John G Cramer. En esta visión del mundo, las funciones de onda de la mecánica cuántica pueden interactuar tanto en la dirección del tiempo hacia delante como hacia atrás, abriendo así el camino a la realización de la retrocausalidad.

Sin embargo, hay que explicitar ciertos conceptos sobre la retrocausalidad antes de que confunda al lector. La retrocausalidad no indica que las señales reales puedan fluir del futuro al pasado, sino que cualquier decisión que tome un experimentador sobre el sistema físico cambia algunas variables del sistema en el pasado y esto ocurre esencialmente antes de que el experimentador tome la decisión.

Los fenómenos físicos siempre llevan asociada una peculiaridad. Una determinada prueba experimental puede interpretarse de numerosas maneras posibles y cada interpretación puede parecer igualmente acertada a los ojos de quienes la proponen. Sin embargo, las pruebas empíricas repetidas y la modelización tienen el potencial de revelar la verdadera naturaleza del funcionamiento de los fenómenos físicos. La razón por la que nos referimos a esto es porque los infames experimentos de Bell que condujeron a la constatación de las correlaciones no locales y al apoyo del fenómeno de la acción a distancia también pueden interpretarse de forma distinta. Originalmente, los físicos habían ignorado la posibilidad de influencias retrocausales en los experimentos de prueba de Bell. Pero la retrocausalidad también podría explicar los resultados, con la salvedad de que habría que descartar la acción a distancia. Así pues, se trata básicamente de una alternativa.

^{Figura: Montaje general del experimento EPR-Bell}

Numerosos expertos tienen una opinión diferente sobre la retrocausalidad. Por ejemplo, en un artículo publicado en Proceedings of The Royal Society A, los físicos Matthew Leifer y Matthew Pusey exploran si la retrocausalidad podría incorporarse con éxito a la teoría de la mecánica cuántica [1]. Han descubierto que la teoría cuántica sólo es verdadera si permite o bien la simetría temporal o bien la no retrocausalidad. Leifer y Pusey apuestan por la retrocausalidad como mecanismo viable para resolver las cuestiones que rodean al mundo cuántico. Las razones que exponen  son esencialmente dos:

• Permite incorporar correlaciones de Bell sin necesidad de actuar a distancia
• La flecha del tiempo no es una ley de la física y se deriva de las condiciones especiales de contorno del universo. Del mismo modo, en un universo en el que las influencias retrocausales desempeñan un papel importante, la imposibilidad de enviar señales al pasado también podría surgir de las condiciones de contorno especiales del universo y no del requisito de ser una ley de la física. Por otro lado, la simetría temporal, que permite la validez de las leyes de la física independientemente de la direccionalidad del tiempo, es menos probable que ocurra de esa manera.

Otro grupo de académicos que trabajan activamente para hacer justicia a la idea de retrocausalidad son Ken Wharton, de la Universidad Estatal de San José, y Huw Price, del Trinity College de Cambridge. En 2012, este último publicó un artículo en el que sostenía que una teoría cuántica que asuma esencialmente que el estado cuántico es óntico y que el mundo cuántico es simétrico en el tiempo debe dar cuenta de la retrocausalidad [2]. Ahora, recientemente en colaboración con Wharton, ha publicado un trabajo en el que propone un mecanismo basado en modelos retrocausales para explicar las correlaciones no locales observadas en las pruebas de Bell [3].  

Como escriben Wharton y Price en su artículo, hay un pequeño pero floreciente grupo de expertos trabajando en la idea de la retrocausalidad, aunque todavía no ha sido aceptada ampliamente en la comunidad científica. También revelan que la idea se confunde con otra visión del mundo llamada "Superdeterminismo". El concepto coincide con la visión retrocausal de que las elecciones de medición y los observables físicos de las partículas están correlacionados, pero eso, es esencialmente a expensas de un "superdeterminador" que parece controlar ambas cosas. Sin embargo, esto significaría negar el libre albedrío, lo que no es cierto en el caso de la retrocausalidad.

Aún no existen pruebas empíricas exactas de la retrocausalidad. Pero como se ha dicho antes, los datos empíricos existentes, como los de las pruebas de Bell, pueden interpretarse de forma que apoyen el marco retrocausal. Sin embargo, esto requeriría mucho trabajo porque habría que retocar los fundamentos para que dieran resultados precisos. Sería interesante ver cómo funciona esta idea en el futuro, ya que podría conducir a la resolución de temas candentes como los viajes en el tiempo y sus paradojas asociadas, así como al desarrollo de una tecnología prometedora.

RSF en Perspectiva: 

El concepto de retrocausalidad plantea muchas cuestiones intrigantes para la física y sus carencias de las que somos conscientes en la actualidad. Los modelos científicos desarrollados por los investigadores de RSF llegan al corazón de tales enigmas. Por ejemplo, la idea de la red de espaciomemoria implica una comunicación transtemporal que es fundamental para el marco retrocausal, en el que los estados futuros influyen directamente en los pasados. Además, la red de espaciomemoria, combinada con el marco retrocausal, explica la paradoja de la flecha del tiempo.En consecuencia, el tiempo ya no puede considerarse unidireccional, al menos desde una perspectiva global. Localmente, sin embargo, el tiempo puede parecer que sigue una trayectoria lineal cuando se trata de un sistema físico cerrado con determinadas condiciones de contorno. Así pues, una teoría de la realidad basada en la red de espaciomemoria unificada resuelve algunos de los principales problemas de la física moderna desde hace mucho tiempo y, en esta teoría, la señalización retrocausal es una consecuencia natural, por lo que puede parecer fructífero adoptar este novedoso marco para futuros desarrollos.

Referencias

[1] Matthew S. Leifer and Matthew F. Pusey. "Is a time symmetric interpretation of quantum theory possible without retrocausality?" Proceedings of The Royal Society A. DOI: 10.1098/rspa.2016.0607  

[2] Huw Price, “Does time-symmetry imply retrocausality? How the quantum world says “Maybe”?, Studies in History and Philosophy of Science B: Studies in History and Philosophy of Modern Physics. DOI: 10.1016/j.shpsb.2011.12.003  

[3] Huw Price and Ken Wharton. “Entanglement Swapping and Action at a Distance” Foundations of Physics. DOI: 10.1007/s10701-021-00511-3