El presente y el futuro pueden alterar el pasado, según una nueva teoría

En 2022, el premio Nobel de Física se concedió por un trabajo experimental que demuestra que el mundo cuántico debe romper algunas de nuestras intuiciones fundamentales sobre el funcionamiento del universo.

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Jesús Díaz

Muchos se fijan en esos experimentos y concluyen que cuestionan la "localidad", es decir, la intuición de que los objetos distantes necesitan un mediador físico para interactuar. Y, de hecho, una misteriosa conexión entre partículas distantes sería una forma de explicar estos resultados experimentales.

Otros, en cambio, creen que los experimentos cuestionan el "realismo", es decir, la intuición de que existe un estado de cosas objetivo subyacente a nuestra experiencia. Al fin y al cabo, los experimentos solo son difíciles de explicar si se piensa que nuestras mediciones corresponden a algo real. En cualquier caso, muchos físicos están de acuerdo en lo que se ha dado en llamar "la muerte por experimento" del realismo local.

Pero ¿y si ambas intuiciones pudieran preservarse a costa de una tercera? Un grupo cada vez más numeroso de expertos opina que, en su lugar, deberíamos abandonar la suposición de que las acciones presentes no pueden afectar a sucesos pasados. Esta opción, denominada "retrocausalidad", pretende salvar tanto la localidad como el realismo.

Causalidad

¿Qué es la causalidad? Empecemos por lo que todo el mundo sabe: correlación no es causalidad. Algunas correlaciones son causalidad, pero no todas. ¿Cuál es la diferencia?

Veamos dos ejemplos. (1) Existe una correlación entre la aguja de un barómetro y el tiempo que hace, por eso nos enteramos del tiempo mirando el barómetro. Pero nadie cree que la aguja del barómetro sea la causa del tiempo. (2) Beber café fuerte está relacionado con un aumento de la frecuencia cardíaca. En este caso parece correcto decir que lo primero causa lo segundo.

La diferencia es que si "movemos" la aguja del barómetro, no cambiaremos el tiempo. Tanto el tiempo como la aguja del barómetro están controlados por una tercera cosa, la presión atmosférica; por eso están correlacionados. Cuando controlamos la aguja nosotros mismos, rompemos el vínculo con la presión atmosférica y la correlación desaparece.

Pero si intervenimos para cambiar el consumo de café de alguien, normalmente también cambiaremos su ritmo cardíaco. Las correlaciones causales son las que se mantienen cuando modificamos una de las variables.

Hoy en día, la ciencia que busca estas correlaciones sólidas se denomina "descubrimiento causal". Es un gran nombre para una idea sencilla: averiguar qué más cambia cuando movemos las cosas a nuestro alrededor.

En la vida cotidiana, solemos dar por sentado que los efectos de un movimiento van a aparecer más tarde que el propio movimiento. Es una suposición tan natural que no nos damos cuenta de que la hacemos.

Pero nada en el método científico exige que esto ocurra y se abandona fácilmente en la ficción fantástica. Del mismo modo, en algunas religiones rezamos para que nuestros seres queridos se encuentren entre los supervivientes del naufragio de ayer, pongamos por caso. Imaginamos que algo que hacemos ahora puede afectar a algo del pasado. Eso es retrocausalidad.

Retrocausalidad cuántica

La amenaza cuántica a la localidad (que objetos distantes necesiten un mediador físico para interactuar) tiene su origen en un argumento del físico norirlandés John Bell en los años sesenta. Bell planteó experimentos en los que dos físicos hipotéticos, Alice y Bob, reciben partículas de una fuente común. Cada uno de ellos elige una de varias configuraciones de medición y, a continuación, registra un resultado de medición. Repetido muchas veces, el experimento genera una lista de resultados.

Bell se dio cuenta de que la mecánica cuántica predice que habrá correlaciones extrañas (ahora confirmadas) en estos datos. Parecían implicar que la elección del escenario por parte de Alice tenía una sutil influencia "no local" en el resultado de Bob, y viceversa, aunque Alice y Bob estuvieran a años luz de distancia. Se dice que el argumento de Bell supone una amenaza para la teoría de la relatividad especial de Albert Einstein, que es una parte esencial de la física moderna.

Pero eso se debe a que Bell suponía que las partículas cuánticas no saben con qué mediciones se van a encontrar en el futuro. Los modelos retrocausales proponen que las elecciones de medición de Alice y Bob afectan a las partículas en el origen. Esto puede explicar las extrañas correlaciones, sin romper la relatividad especial.

En un trabajo reciente, hemos propuesto un mecanismo simple para la correlación extraña - se trata de un fenómeno estadístico familiar llamado sesgo de Berkson (ver nuestro resumen popular aquí).

En la actualidad, existe un floreciente grupo de estudiosos que trabajan en la retrocausalidad cuántica. Pero sigue siendo invisible para algunos expertos. Se confunde con un punto de vista diferente llamado "superdeterminismo".

Superdeterminismo

El superdeterminismo coincide con la retrocausalidad en que las elecciones de medida y las propiedades subyacentes de las partículas están correlacionadas de algún modo.

Pero el superdeterminismo lo trata como la correlación entre el tiempo y la aguja del barómetro. Supone que hay una tercera cosa misteriosa -un "superdeterminador"- que controla y correlaciona tanto nuestras elecciones como las partículas, del mismo modo que la presión atmosférica controla tanto el tiempo como el barómetro.

Así que el superdeterminismo niega que las opciones de medición sean cosas que podamos manejar a voluntad, sino que están predeterminadas. Los movimientos libres romperían la correlación, como en el caso del barómetro. Los críticos objetan que el superdeterminismo socava así los supuestos básicos necesarios para llevar a cabo experimentos científicos. También dicen que significa negar el libre albedrío, porque algo está controlando tanto las opciones de medición como las partículas.

Estas objeciones no se aplican a la retrocausalidad. Los retrocausalistas hacen el descubrimiento causal científico de la forma libre y caprichosa habitual. Decimos que son los que descartan la retrocausalidad los que olvidan el método científico, si se niegan a seguir la evidencia adonde les lleva.

Pruebas

¿Cuáles son las pruebas de la retrocausalidad? Los críticos piden pruebas experimentales, pero eso es lo fácil: los experimentos pertinentes acaban de ganar un Premio Nobel. Lo difícil es demostrar que la retrocausalidad es la mejor explicación de estos resultados.

Hemos mencionado la posibilidad de eliminar la amenaza a la relatividad especial de Einstein. En nuestra opinión, se trata de una gran pista y es sorprendente que se haya tardado tanto en explorarla. La confusión con el superdeterminismo parece ser la principal culpable.

Además, nosotros y otros hemos argumentado que la retrocausalidad da mejor sentido al hecho de que al micromundo de partículas no le importe la diferencia entre pasado y futuro.

No queremos decir que todo sea coser y cantar. Lo que más preocupa de la retrocausalidad es la posibilidad de enviar señales al pasado, abriendo la puerta a las paradojas del viaje en el tiempo. Pero para que se produzca una paradoja, hay que medir el efecto en el pasado. Si nuestra joven abuela no puede leer nuestro consejo de evitar casarse con el abuelo, lo que significa que no llegaríamos a existir, no hay paradoja. Y en el caso cuántico, es bien sabido que nunca podemos medirlo todo a la vez.

Aun así, queda trabajo por hacer para idear modelos retrocausales concretos que hagan cumplir esta restricción de que no se puede medir todo a la vez. Así que terminaremos con una conclusión prudente. En este momento, es la retrocausalidad la que tiene el viento en sus velas, así que a toda máquina hacia el mayor premio de todos: salvar la localidad y el realismo de la "muerte por experimento".