Los astrónomos proponen un lugar en el universo donde el tiempo podría fluir de manera diferente

Cuando pensamos en los objetos más extremos del universo, los agujeros negros suelen ser los primeros que nos vienen a la mente. Sin embargo, existen otros objetos casi igual de extremos, pero que pocos recuerdan: las estrellas de neutrones.

Estos objetos surgen tras el colapso gravitacional del núcleo de estrellas masivas que explotan como supernovas. El material restante se comprime a densidades tan altas que los protones y electrones se combinan para formar neutrones.

Cuando se descubrieron los púlsares en la década de 1960, las señales eran tan precisas e inusuales que algunos investigadores incluso consideraron un origen extraterrestre. Posteriormente, se descubrió que el fenómeno era causado por la rápida rotación de las estrellas de neutrones.

Un estudio reciente propone algo aún más inusual relacionado con las estrellas de neutrones: la posibilidad de que la flecha del tiempo se comporte a la inversa. La hipótesis se relaciona con la intensidad del campo gravitatorio de estos objetos y los efectos de la llamada entropía gravitatoria.

Mientras que la entropía convencional se asocia con un mayor desorden, la gravedad tiende a concentrar la materia y formar estructuras más compactas. Los investigadores sugieren que esto podría alterar la forma en que se produce la evolución temporal a nivel local en estos sistemas.

Relatividad general

La relatividad general describe la gravedad como la curvatura del espacio-tiempo causada por la presencia de masa y energía. En lugar de tratar la gravedad como una fuerza o interacción, la teoría muestra que los objetos masivos deforman la geometría del espacio-tiempo a su alrededor, y esta deformación determina cómo se mueven los cuerpos y la luz. Las ecuaciones de campo de Einstein relacionan parámetros como la masa, la densidad de energía, la presión y el momento angular con la intensidad de la curvatura.

La curvatura predicha por la Relatividad General afecta el flujo del tiempo en campos gravitatorios intensos. Cuanto más fuerte es la gravedad, más lento transcurre el tiempo en relación con las regiones menos curvas del espaciotiempo; esto se conoce como dilatación gravitatoria del tiempo. Cerca de un agujero negro, por ejemplo, el tiempo puede parecer casi “congelado” para un observador distante. En las estrellas de neutrones, aunque menos extremos, estos efectos siguen siendo muy intensos y observables.

Campo gravitacional extremo

En la relatividad general, los campos gravitatorios intensos alteran la estructura del espacio-tiempo y, por consiguiente, el transcurso del tiempo. Cuanto mayor sea la curvatura producida por un objeto masivo, más lento transcurrirá el tiempo en relación con otras regiones. Los relojes cercanos a estos objetos registrarían el tiempo más lentamente que los de observadores distantes. La propagación de la luz, las órbitas e incluso los procesos físicos se ven influenciados por la geometría relativista.

Es importante destacar que, independientemente de la intensidad de la curvatura, el tiempo siempre avanza. En los casos más extremos, como en el interior de los agujeros negros, las soluciones matemáticas de las ecuaciones relativistas pueden indicar que las coordenadas espaciales y temporales intercambian roles en la descripción matemática. Esto significa, sencillamente, que la dirección radial hacia la singularidad se vuelve inevitable. En otras palabras, moverse hacia el centro se vuelve tan obligatorio como avanzar hacia el futuro.

Matemáticas de las estrellas de neutrones

Aunque estos efectos suelen asociarse a los agujeros negros, diversos estudios demuestran que las estrellas de neutrones también pueden presentar comportamientos temporales diferentes. En particular, se han modelado matemáticamente estrellas de neutrones inestables para investigar cómo evoluciona la curvatura del espacio-tiempo. Los resultados sugieren que ciertos parámetros de la relatividad general relacionados con la entropía disminuyen a medida que el sistema evoluciona. Esto contrasta con la entropía, que generalmente aumenta con el tiempo.

En física, la dirección del tiempo está ligada al aumento de la entropía, fenómeno conocido como la flecha del tiempo. En los sistemas ordinarios, la entropía aumenta de forma natural, reflejando la evolución hacia estados más desordenados. Sin embargo, el estudio sugiere que, en los colapsos gravitacionales de estrellas de neutrones, la entropía gravitacional puede disminuir localmente. Esto no implica que el tiempo retroceda, sino que indica que la evolución temporal del sistema podría seguir una dinámica opuesta a la intuición termodinámica clásica.

Las leyes de la física siguen vigentes.

La posibilidad de una inversión local de la flecha del tiempo en las estrellas de neutrones no representa una violación de las leyes de la física. La segunda ley de la termodinámica se aplica estadística y globalmente, describiendo la tendencia de los sistemas a aumentar su entropía total con el tiempo, pero pueden ocurrir fluctuaciones locales. En escenarios gravitacionales extremos, la propia definición de entropía se vuelve más compleja debido a la contribución de la geometría del espacio-tiempo. La disminución local de la entropía gravitacional puede ser matemáticamente consistente dentro de la física.

En última instancia, lo que importa es que el comportamiento global siga obedeciendo al aumento general de la entropía. De esta forma, la causalidad y la estructura fundamental de la física se conservan. El estudio es particularmente relevante por las nuevas perspectivas matemáticas que aporta sobre la relación entre la gravedad, la entropía y la evolución temporal. Mediante el análisis cuantitativo de cantidades geométricas de la Relatividad General, los investigadores demuestran cómo los campos gravitatorios extremos pueden alterar las propiedades termodinámicas locales.

Referencia de la noticia

Bogani et al. 2026 Evolución de la curvatura y los escalares de estructura durante el colapso gravitacional disipativo de esferas compactas The European Physical Journal C.