Retrocausalidad

"En la relatividad, el tiempo y el espacio están entrelazados en el tejido del espacio-tiempo, por lo que el tiempo puede contraerse y estirarse bajo la influencia de la gravedad." ^{[ 18 ]} Las curvas temporales cerradas (CTC), a veces denominadas bucles temporales, ^{[ 18 ]} en las que la línea de universo de un objeto regresa a su origen, surgen de algunas soluciones exactas de la ecuación de campo de Einstein . Sin embargo, la conjetura de protección cronológica de Stephen Hawking sugiere que cualquier curva temporal cerrada de este tipo se destruiría antes de poder utilizarse. ^{[ 19 ]} Aunque las CTC no parecen existir en condiciones normales, entornos extremos del espacio-tiempo , como un agujero de gusano transitable o la región cercana a ciertas cuerdas cósmicas , pueden permitir su breve formación, lo que implica una posibilidad teórica de retrocausalidad. La materia exótica o los defectos topológicos necesarios para la creación de esos entornos no se han observado. ^{[ 20 ] [ 21 ]}

La teoría del absorbedor de Wheeler-Feynman , propuesta por John Archibald Wheeler y Richard Feynman , utiliza la retrocausalidad y una forma temporal de interferencia destructiva para explicar la ausencia de un tipo de onda concéntrica convergente sugerida por ciertas soluciones a las ecuaciones de Maxwell . ^{[ 22 ]} Estas ondas avanzadas no tienen nada que ver con causa y efecto: son simplemente una forma matemática diferente de describir las ondas normales. La razón por la que se propusieron es que una partícula cargada no tendría que actuar sobre sí misma, lo que, en el electromagnetismo clásico normal, conduce a una autofuerza infinita. ^{[ 22 ]}

Ernst Stueckelberg , y más tarde Richard Feynman , propusieron una interpretación del positrón como un electrón que se mueve hacia atrás en el tiempo, reinterpretando las soluciones de energía negativa de la ecuación de Dirac . Esta se conoce como la interpretación de Stückelberg . Según esta interpretación, los electrones que se mueven hacia atrás en el tiempo tendrían una carga eléctrica positiva. ^{[ 23 ]} Esta inversión temporal de las antipartículas es necesaria en la teoría cuántica de campos moderna y es, por ejemplo, un componente de cómo los nucleones en los átomos se mantienen unidos mediante la fuerza nuclear , a través del intercambio de mesones virtuales como el pión . Un mesón está compuesto por un número igual de quarks normales y antiquarks, y por lo tanto se emite y absorbe simultáneamente. ^{[ 24 ]}

Wheeler invocó este concepto de inversión temporal para explicar las propiedades idénticas que comparten todos los electrones, sugiriendo que " todos son el mismo electrón " con una línea de universo compleja que se autointerseca . ^{[ 25 ]} Yoichiro Nambu posteriormente lo aplicó a toda producción y aniquilación de pares partícula-antipartícula, afirmando que "la eventual creación y aniquilación de pares que puede ocurrir ahora y entonces no es creación ni aniquilación, sino solo un cambio de dirección de partículas en movimiento, del pasado al futuro, o del futuro al pasado". ^{[ 26 ]} El punto de vista hacia atrás en el tiempo se acepta hoy en día como completamente equivalente a otras imágenes, ^{[ 27 ]} pero no tiene nada que ver con los términos macroscópicos "causa" y "efecto", que no aparecen en una descripción física microscópica.

La retrocausalidad está asociada con el formalismo de vector de estado doble inferencial (DIVF), posteriormente conocido como formalismo de vector de dos estados (TSVF) en mecánica cuántica, donde el presente se caracteriza por estados cuánticos del pasado y del futuro tomados en combinación. ^{[ 28 ] [ 29 ]}

La retrocausalidad se asocia a veces con correlaciones no locales que surgen genéricamente del entrelazamiento cuántico , incluyendo, por ejemplo, el borrador cuántico de elección retardada . ^{[ 30 ] [ 31 ]} Sin embargo, se pueden dar explicaciones del entrelazamiento cuántico que no implican retrocausalidad. Estas tratan los experimentos que demuestran estas correlaciones como descritos desde diferentes marcos de referencia que discrepan sobre qué medición es una "causa" o un "efecto", como es necesario para ser consistentes con la relatividad especial. ^{[ 32 ] [ 33 ]} Es decir, la elección de qué evento es la causa y cuál el efecto no es absoluta, sino relativa al observador. La descripción de tales entrelazamientos cuánticos no locales puede describirse de una manera que esté libre de retrocausalidad si se consideran los estados del sistema. ^{[ 34 ]}

Las hipotéticas partículas superlumínicas llamadas taquiones tienen una trayectoria espacial y, por lo tanto, pueden parecer moverse hacia atrás en el tiempo, según un observador en un marco de referencia convencional. A pesar de su frecuente representación en la ciencia ficción como un método para enviar mensajes al pasado, los hipotéticos taquiones no interactúan con la materia tardiónica normal de una manera que viole la causalidad estándar. Específicamente, el principio de reinterpretación de Feinberg implica que la materia ordinaria no puede usarse para construir un detector de taquiones capaz de recibir información. ^{[ 35 ]}