Crean un “miniuniverso” en laboratorio para medir el tiempo sin usar un reloj

Los investigadores han construido un "miniuniverso" que demuestra que es posible medir el flujo del tiempo sin utilizar ningún reloj: el modelo sugiere que el Universo podría entenderse como un todo sin reloj externo, en el cual cualquier sentido del tiempo debería surgir de las relaciones internas entre las partes.

Especialistas de la Universidad de Birmingham, en el Reino Unido, han presentado un experimento que incluye la creación de un “miniuniverso” hecho con átomos ultrafríos, para estudiar cómo se puede medir el tiempo sin recurrir a un reloj externo.

El trabajo, liderado por Giovanni Barontini, es el eje de un estudio publicado en la revista Physical Review Research y aborda uno de los grandes enigmas de la física: si el tiempo no fuera una propiedad fundamental, sino algo que emerge de los cambios dentro de un sistema, ¿cómo podría describirse y medirse?

Un Universo en miniatura

La clave del experimento está en una nube de 24.000 átomos ultrafríos, apenas a unas fracciones ínfimas por encima del cero absoluto, confinada en un sistema hermético. Según una nota de prensa, los investigadores dividieron esa nube mediante una barrera creada con dos haces láser de distinta frecuencia, separando una región “brillante” y otra “oscura”.

A partir de esas condiciones, el sistema se comporta como un Universo en miniatura: la parte visible se expande y se contrae, permitiendo reconstruir la secuencia de eventos desde su interior, sin mirar un reloj externo. El experimento funciona como una prueba de “construcciones relacionales” del tiempo: en lugar de definir el tiempo como una variable externa, la propuesta busca ordenarlo a partir de las relaciones internas del propio sistema cuántico.

El resultado central es que el tiempo puede describirse, en este contexto, como una consecuencia del cambio y no como un "tic-tac" independiente. Cuando la distribución de partículas en la región observada aumentaba o disminuía por el intercambio con la otra parte del sistema, se podía decir que el miniuniverso “avanzaba” en el tiempo. Pero cuando esa distribución no variaba, el tiempo se detenía en ese contexto operacional.

Buscando respuestas a preguntas fundamentales

Barontini definió esta dinámica como “tiempo entrópico”, porque depende de cómo se reparte el desorden entre los átomos y porque avanza en una sola dirección, marcando una especie de flecha temporal. Más allá de la curiosidad conceptual, el experimento abre una plataforma para investigar la física fundamental en condiciones controladas.

Lo más importante es que el modelo puede ampliarse a sistemas más complejos y puede servir para explorar, en el laboratorio, preguntas vinculadas con el Big Bang e incluso simulaciones de agujeros negros. En ese sentido, el “miniuniverso” no solo intenta responder qué es el tiempo: también ofrece una nueva manera de probar teorías sobre cómo emerge en la naturaleza.