¿Serías capaz de construir un reloj si no tuvieses nada más que el propio caos de la naturaleza? Imagina estar en una isla desierta, rodeado solo de ruidos, latidos, olas y el impredecible azar del entorno… Pues resulta que la física empieza a darnos herramientas para poner en hora nuestro mundo simplemente contando esos eventos aleatorios – y, de paso, mirar de reojo la mismísima esencia del universo.
Los nuevos relojes del azar: matemáticas para medir el caos
Un equipo de físicos del King’s College de Londres acaba de descubrir cómo transformar el desorden aleatorio de la vida en un auténtico reloj. Sí, suena raro, pero es una cuestión matemática: una fórmula capaz de convertir una secuencia impredecible de sucesos –un salto aquí, otro salto allá– en un medidor fiable del tiempo. Y ese nuevo lenguaje se acaba de publicar en Physical Review X.
La idea base es tan sencilla como poderosa: muchos procesos naturales no siguen un ritmo regular, pero aún así tienen una cadencia, un «pulso» aleatorio. Si eres capaz de medir los saltos de ese pulso, puedes decir cuánto tiempo ha pasado. Los científicos llaman a esto un proceso markoviano, y lo puedes ver tanto en el trepidante mundo bursátil como en el compás de nuestro corazón.
¿Qué tienen que ver estos relojes de azar con el universo cuántico?
Mucho, resulta. Porque estos nuevos relojes delimitan la máxima precisión que puede alcanzarse contando sucesos aleatorios en sistemas clásicos. Si alguna vez un reloj natural se comporta mejor que ese límite… entonces la física clásica ya no vale. Lo que asoma ahí es el intrigante y aún misterioso mundo cuántico. Por eso, este descubrimiento no solo ayuda a entender cómo cronometran el tiempo células o proteínas, sino que puede ser la clave para desenmascarar comportamientos cuánticos en la naturaleza cotidiana. Un reloj atómico, basado en física cuántica, no está sujeto a estos límites y por eso es incomparable con el mejor reloj clásico.
Desde el corazón hasta el cosmos: el tiempo en todo lo vivo
Detrás de todo esto hay preguntas brutales. ¿Por qué el tiempo marcha solo hacia delante? ¿Recordamos únicamente lo que ya ha pasado porque así funciona nuestro reloj biológico? ¿Existe un «tic tac» fundamental que marca el ritmo del propio universo –quizá a saltos diminutos, como pequeños píxeles temporales?
- Einstein sentenció que «el tiempo es lo que mide un reloj». ¿Pero qué ocurre cuando el reloj es el propio caos natural?
- Los nuevos modelos matemáticos sirven para cronometrar desde las olas del mar hasta las fluctuaciones químicas en una célula.
- El comportamiento diferente a los patrones clásicos podría delatar la presencia de física cuántica en sistemas biológicos.
Las máquinas microscópicas que no se detienen
Uno de los ejemplos favoritos de los investigadores es la kinesina, una proteína sencillamente fascinante. Actúa como una batería de pies diminutos que transporta otras proteínas por el interior de una célula recorriendo auténticas autopistas moleculares. Su movimiento, aunque alimentado por el caos térmico, es regular como un metrónomo. Tan regular, que cuando falla, surgen enfermedades neurodegenerativas. Comprender este vaivén puede ayudar a descifrar problemas médicos, y también revela cómo la vida consigue imponer orden a partir del desorden.
Como explica el físico Mark Mitchison, al considerar a las máquinas moleculares como relojes improvisados, podemos entender mejor cómo los procesos biológicos –y probablemente toda la naturaleza– generan espontáneamente regularidad y, en última instancia, sentido. Hay orden incluso en lo aparentemente caótico.
En busca del tiempo perdido (y de los límites de la física)
En el fondo, todos los sistemas –desde el batir de las alas de una mariposa hasta la expansión del propio universo– podrían esconder un reloj secreto basado en sucesos aleatorios. Si algún día encontramos un reloj natural que sobrepasa los límites clásicos, estaremos ante un indicio de ese «ingrediente cuántico» que todavía no entendemos del todo.
Cada avance para cronometrar esta coreografía cósmica nos acerca no solo a pulir por fin los relojes más precisos jamás construidos, sino también a comprender el misterio de por qué la realidad discurre como lo hace. El tiempo, al fin y al cabo, podría estar esperando a que le pongamos nombre y cara, y tal vez, solo tal vez, los próximos relojes que dominen el mundo estén hechos de puro azar y pura física.
Para profundizar
- Más sobre la investigación:
Comunicado del King’s College.
