¿Cómo concebir al Tiempo en (pequeños) instantes?

El Tiempo (algo me dice que debo ponerla con maýuscula) es esa extraña dimensión en la que estamos atrapados los seres humanos y todo lo que nos rodea, lo visible y lo invisible (sin caer en disertaciones filosóficas ni religiosas ni espirituales :P). Hasta hoy en día hemos tan sólo aprendido a medirlo dentro de lo que podemos captar de la realidad, sin embargo no hemos podido comprenderlo en su máxima expresión y mucho menos a modificarlo a voluntad (amén de caer en ciertas violaciones de las leyes de la naturaleza).

El Tiempo

Es por esta razón (y muchas más) que aquí expongo una breve lista de ejemplos que podemos observar en la naturaleza y que ilustran algunas medidas en escalas pequeñas (empezando por el segundo y terminando con el inimaginable Tiempo de Planck) de la magnitud física del Tiempo. Vaya que el universo aún tiene muchas cosas por mostrarnos y de las cuales maravillarnos. Espero les resulte interesante.

1 segundo:

  • Es la unidad de tiempo estándar del Sistema Internacional de Unidades. Su definición (según el mismo SI) es la “duración de 9 192 631 770 oscilaciones o periodos de la radiación emitida en la transición que existe entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del isótopo 133 del átomo de cesio, a una temperatura de 0 °K”. La parte de los niveles hiperfinos y el por qué esa cantidad de oscilaciones de dicha radiación… honestamente lo desconozco. Sería bueno saber qué onda con eso.
  • La duración del latido del corazón de un humano sano.
  • El planeta Tierra recorre aproximadamente 30 kilómetros en su órbita.
  • Un automóvil de Fórmula 1 arranca de 0 a aproximadamente 40-50 Km/h.
  • Usain Bolt, el ser humano más rápido de la actualidad (y de la historia, hasta el momento), recorre alrededor de 10.5 metros en promedio en una carrera olímpica.
  • El guepardo, el ser vivo terrestre más rápido que se conoce, se tiene registro de que cubre alrededor de 30 metros, en este tiempo.

1 decisegundo (décima de segundo):

  • El colibrí bate sus alas alrededor de 7 veces.
  • La duración en promedio de un parpadeo del ser humano.
  • El sonido recorre una distancia de 35 metros, a temperatura ambiente en la atmósfera de la Tierra.
  • Una onda sísmica de tipo primaria (longitudinal) cubre la mitad de 1 kilómetro en suelo granítico.
  • El tiempo necesario para que el oído humano distinga el sonido original del sonido del eco.

1 milisegundo (1 x 10^-3 segundos, milésima de segundo):

  • De 20 a 50 milisegundos en promedio, es el tiempo para que una descarga eléctrica o rayo forme un tunel de vacío que une a la nube con la tierra, calentando el aire circundante hasta 30,000 °C.
  • Una mosca bate sus alas una tercera parte del movimiento total. En las abejas, este mismo batir alcanza la quinta parte en este intervalo.
  • Se transmiten 2000 bits de información en un canal de transmisión con una velocidad de 2 Mbps, la velocidad estándar de la conexión de Internet de un hogar en México.
  • En el fenómeno de la detonación de la gasolina, la llama recorre hasta un metro.
  • Se necesitan 50 milisegundos para que el cerebro humano “traduzca” lo que percibe de la realidad, es decir, desde el momento en que los fotones hacen contacto con los componentes de la retina, hasta el final del último pulso quimio-eléctrico de las neuronas para conformar la imagen completa de lo que percibió el ojo. A este intervalo de tiempo podemos llamarlo como la duración del “presente”. Las hormigas por ejemplo, tienen un intervalo más reducido, por lo que su “presente” es más pequeño que el nuestro.

1 microsegundo (1 x 10^-6 segundos, millonésima de segundo):

  • Se presentan alrededor de 600 colisiones de protones en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN.
  • Un haz de luz recorre una distancia de 300 metros, el equivalente a tres campos de futbol.
  • Un cartucho de dinamita, una vez se ha consumido la mecha, requiere de 24 microsegundos para hacer explosión.
  • Cerca de mil millones de ondas de rayos ultravioleta se pueden observar, es decir, existe una frecuencia de esta cantidad de ondas en este intervalo de tiempo.

Imagen velocidad de la luz

1 nanosegundo (1 x 10^-9 segundos, mil millonésima de segundo):

  • El microprocesador de una computadora personal requiere de 2 a 4 nanosegundos para la ejecución de una operación simple, como la suma de dos números.
  • La duración de un ciclo de reloj de un microprocesador que trabaja a 1 GHz (mil millones de ciclos por segundo).
  • Un haz de luz recorre una distancia de 30 centímetros.
  • Cerca de cien mil millones de ondas de rayos Gamma (la de más baja longitud de onda conocida, del orden de un picómetro) se pueden observar en este intervalo de tiempo (frecuencia).

1 picosegundo (1 x 10^-12 segundos, billonésima de segundo):

  • Rango de tiempo en el que se desempeñan los dispositivos ópticos conformados por compuertas lógicas (AND, XOR) basados en láminas diminutas de polidiacetileno libre de metales (Abdeldayem & Frazier, 2007).
  • Se considera la unidad de medida del tiempo en los transistores más rápidos conocidos actualmente.
  • Alrededor de 3 picosegundos es la vida media de un enlace de hidrógeno entre moléculas de agua a temperatura ambiente.
  • Una hipotética computadora cuántica (que goza de los principios de la superposición cuántica) realizaría una operación simple, como la suma de dos números.

1 femtosegundo (1 x 10^-15 segundos, milésima de billonésima de segundo):

  • La oscilación o vibración completa de un átomo la realiza en un intervalo de entre 10 y 100 femtosegundos.
  • Es a un segundo lo que este mismo segundo representa a 32 millones de años.
  • Un haz de luz recorre apenas una distancia de 0.3 micrómetros, el equivalente al diámetro de una de las bacterias más pequeñas conocidas (Mycoplasma pneumoniae).
  • La parte del proceso de la visión que involucra la interacción entre la luz visible y la retina requiere de 200 femtosegundos.
  • Intervalo de tiempo más pequeño comparado con el ciclo del reloj atómico más preciso que existe.
  • El láser de femtosegundos, tecnología de vanguardia en la cirugía de córnea, emite pulsos de baja densidad de energía en intervalos de 200 a 300 femtosegundos.
  • Cerca de 100,000 ondas de rayos Gamma (la de más baja longitud de onda conocida, del orden de un picómetro) se pueden observar en este intervalo de tiempo (frecuencia).
  • Si la edad del universo (casi 15 mil millones de años) la reducimos a la escala de 1 día, este sería el equivalente en tiempo que lleva existiendo el Homo Sapiens desde su “aparición” en la Tierra.

1 attosegundo (1 x 10^-18 segundos, trillonésima de segundo):

  • Un haz de luz recorre apenas una distancia de 0.3 nanómetros, el equivalente al tamaño de una molécula de oxígeno.
  • Apenas 100 ondas de rayos Gamma se pueden observar en este intervalo de tiempo.
  • Existen láseres que emiten destellos de hasta 250 attosegundos.
  • Si la edad del universo la reducimos a la escala de 1 día, este sería el equivalente en tiempo de la vida de un ser humano como tú o como yo.

1 zeptosegundo (1 x 10^-21 segundos, mil trillonésima de segundo):

  • Ni siquiera una sóla onda de un rayo Gamma se puede observar en este tiempo.
  • Un haz de luz recorre apenas una distancia de 300 femtómetros, que es 300 veces menor al del diámetro de un átomo de hidrógeno.

1 yoctosegundo (1 x 10^-24 segundos, cuatrillonésima de segundo):

  • Un haz de luz recorre apenas 0.3 femtómetros, que es todavía menor al del tamaño de ¡un protón!… simplemente increíble.

Y por último… el Tiempo de Planck (5.39 x 10^-44 segundos)

  • Se le considera el tiempo más breve que se pueda tan siquiera imaginar, concebir o “medir”. Se define como el tiempo que tarda un haz de luz en recorrer una distancia igual a la longitud de Planck (1.61 x 10^-35 metros), una distancia a partir de la cual deja de funcionar toda ley de la física que conocemos. ¿Cómo medir el tiempo más allá de nuestros límites para percibir la realidad?, ¿Será que después de esto exista el concepto del “no-tiempo”?
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