Investigadores de la Universidad de Birmingham han llevado a cabo un experimento que plantea una cuestión fundamental de la física teórica: si el tiempo es una propiedad básica del universo o una consecuencia emergente de la dinámica interna de los sistemas.

El estudio, liderado por el catedrático Giovanni Barontini y publicado en Physical Review Research, ha logrado medir la evolución temporal de un sistema sin recurrir a relojes externos, utilizando únicamente cambios internos en un conjunto de átomos ultrafríos.Para ello, el equipo creó un sistema cuántico aislado compuesto por unas 24.000 partículas de rubidio enfriadas a temperaturas cercanas al cero absoluto.Este sistema se dividió en dos regiones mediante una barrera láser, generando un entorno que simula un “miniuniverso” cerrado.

Una de las regiones fue observada directamente, mientras que la otra quedó sin observación directa, permitiendo estudiar el intercambio de átomos entre ambas.

A partir de estos cambios internos, los investigadores definieron un concepto de “tiempo entrópico”, basado en la distribución del desorden (entropía) del sistema.

Observaron que la evolución temporal del sistema podía describirse sin necesidad de un cronómetro externo: el tiempo avanzaba cuando la distribución de partículas cambiaba y se detenía cuando el sistema permanecía estable.

El experimento mostró que este tiempo emergente mantiene una dirección coherente, incluso en procesos similares a expansiones y contracciones cosmológicas.Además, la entropía total del sistema se conservó, confirmando su aislamiento.

Los científicos incluso reformularon la ecuación de Schrödinger utilizando este tiempo interno, obteniendo resultados coherentes con las mediciones experimentales.

Este trabajo sugiere que el tiempo podría no ser una entidad fundamental, sino una propiedad emergente de las relaciones internas de los sistemas físicos.

Sus implicaciones podrían ser relevantes para la cosmología cuántica y el estudio de la gravedad cuántica, abriendo la puerta a simular fenómenos como el Big Bang o incluso agujeros negros en entornos de laboratorio.