La “retrocausalidad” es un extraño concepto donde se sugiere que las acciones del presente pueden influir en eventos pasados, preservando tanto la localidad como el realismo. Resulta extremadamente interesante para los experimentos cuánticos pues, según el Premio Nobel de Física 2022, los principales desafíos tienen que ver con el “realismo local”. En esa búsqueda por comprender la causalidad y las correlaciones en la mecánica cuántica, este abordaje se muestra novedoso.
Y pese a que algunos críticos la comparan con la “superdeterminación”, cada vez más la retrocausalidad se considera una explicación viable a experimentos innovadores recientes. Principalmente por el potencial que tiene para salvaguardar los principios fundamentales de la relatividad especial.
El año pasado, el Premio Nobel de Física se otorgó a una serie de trabajos experimentales que parecen demostrar que el mundo cuántico rompe algunos de nuestras ideas fundamentales sobre cómo funciona el Universo. Para muchos, estos experimentos desafían el concepto de “localidad”: la suposición de que los objetos distantes requieren de un medio físico para interactuar. De hecho, una extraña conexión entre partículas distantes explicaría los resultados de estos experimentos.
Por otro lado, otros ven en estos experimentos un desafío al “realismo”: la creencia de que existe un estado objetivo de los asuntos subyacentes a nuestra experiencia. Y es que estos experimentos solo son difíciles de explicar si suponemos que nuestras mediciones se corresponden con algo real. De cualquier forma, muchos físicos convergen en una idea llamada la “muerte por experimento” para el realismo local.
¿Pero, y si pudiéramos librar ambas intuiciones sacrificando una tercera? Diversos expertos consideran oportuno desechar la idea de que las acciones presentes no pueden influir sobre eventos pasados. Denominado “retrocausalidad”, este abordaje busca rescatar tanto al realismo como a la localidad.
¿Qué es la causalidad?
Para definir este concepto, empecemos con una frase que seguramente has escuchado por ahí: la correlación no implica causalidad. Es verdad que algunas correlaciones son causales, pero no todas. Y las diferencias pueden ser mínimas. Por ejemplo, supongamos que existe una correlación entre el clima y la aguja de un barómetro. Gracias a esta podemos conocer ciertos detalles sobre el clima simplemente observando el barómetro. Pero, nadie supone que la aguja del barómetro es la que está provocando el clima.
Extendamos la idea con otro ejemplo: beber un café bien cargado se correlaciona con un aumento en el ritmo cardíaco. En este caso parece correcto argumentar que el primero causa el segundo. La enorme diferencia radica en que, si “movemos” la aguja del barómetro, el clima no sufre cambio alguno. Tanto la aguja del barómetro como el clima son controlados por la presión atmosférica, el tercer factor que los correlaciona. Al manipular la aguja a voluntad, rompemos la conexión con la presión atmosférica y la correlación se desvanece.
Por otro lado, si intervenimos para cambiar el consumo de café en una persona, también estamos en posición de alterar su frecuencia cardíaca. Una correlación causal es aquella que se mantiene cuando alteramos una de las variables. De hecho, el “descubrimiento causal” es toda una disciplina científica dedicada a buscar estas relaciones sólidas. Es un nombre peculiar para algo tan simple como descubrir que más cambia cuando alteramos las cosas en nuestro entorno.
En nuestro día a día, generalmente creemos que los efectos de un movimiento se manifiestan posterior al propio movimiento. Es una suposición tan lógica y natural que ni siquiera nos ponemos a analizar lo que estamos haciendo. Pero, en el método científico nada requiere que esto suceda, y fácilmente se puede caer en la ficción de fantasía. Por ejemplo, en algunas religiones solemos hacer oración para que nuestros familiares se encuentren entre los sobrevivientes de una catástrofe que sucedió hace poco.
Imaginamos que lo que hacemos en este instante puede influir en eventos en el pasado. Eso es retrocausalidad.
Retrocausalidad en la física cuántica.
En la década de 1960, el físico irlandés John Bell sugirió una serie de experimentos cuánticos que amenazan a la localidad (que objetos distantes necesiten de un mediador físico para interactuar). Considero que Alice y Bob, dos físicos hipotéticos, reciben partículas de una fuente común. Cada uno elige entre una variedad de configuraciones de medición y registra el resultado. Al repetir el experimento en múltiples ocasiones, al final se tiene una lista con los resultados.
Bell argumentó que, según la mecánica cuántica, surgirán correlaciones extrañas (ya confirmadas) en la lista de los datos. Dicho experimento parecía confirmar que la elección de configuración de Alice tiene una sutil influencia “no local” en el resultado de Bob, y viceversa, aunque estos personajes hipotéticos se encuentren a años luz de distancia. Lo planteado por Bell contraría la teoría de la relatividad especial de Albert Einstein, pieza fundamental de la física moderna.
Pero, esta contradicción surge del hecho de que Bell consideró que las partículas cuánticas no saben qué mediciones encontrarán en el futuro. En un modelo retrocausal las elecciones de medición hechas por Alice y Bob terminan afectando a las partículas directamente en la fuente. Algo así explicaría las extrañas correlaciones sin contrariar la relatividad especial.
A últimas fechas, los físicos proponen un mecanismo simple para la correlación extraña: un fenómeno estadístico familiar denominado sesgo de Berkson. Y actualmente, un grupo cada vez mayor de académicos muestran interés por la retrocausalidad cuántica. Aunque en un campo más amplio el tema todavía resulta polémico, a menudo confundido con una propuesta distinta conocida como “superdeterminismo”.
Diferencias entre superdeterminismo y retrocausalidad.
Tanto la retrocausalidad como el superdeterminismo coinciden en que las elecciones de medición y las propiedades subyacentes de las partículas de alguna forma se correlacionan. Sin embargo, para la segunda propuesta la correlación se parece mucho al ejemplo del clima y la aguja del barómetro. Considera que existe un tercer factor misterioso, un “superdeterminador”, que correlaciona y controla tanto nuestras elecciones como las partículas. De la misma forma que la presión atmosférica regula tanto el clima como la aguja en un barómetro.
En el superdeterminismo se rechaza la idea de que las elecciones de medición se realicen desde el libre albedrío, pues ya estarían predeterminadas. Un movimiento libre rompería la correlación, como en el caso del barómetro. Por eso, los críticos argumentan que el superdeterminismo socava los principios fundamentales que se requieren para conducir experimentos científicos. Además de todo lo que implica negar el libre albedrío, al considerar que tanto la medición como las partículas están controladas.
Dichas objeciones no tienen cabida en la retrocausalidad. Para los retrocausalistas, el descubrimiento causal científico se hace de forma habitual y libre. A menudo argumentan que son los individuos que descartan la retrocausalidad quienes olvidan el método científico al negarse a seguir el rumbo que dicta la evidencia.
Evidencia.
Entonces, ¿cuál es la evidencia en la retrocausalidad? A menudo se exige evidencia experimental, como la que les valió el Premio Nobel a tres físicos en 2022. La parte complicada de este concepto es demostrar que la retrocausalidad representa la explicación ideal de estos resultados. Anteriormente se mencionó la posibilidad de hacer a un lado la amenaza para la teoría de la relatividad de Einstein. Los retrocausalistas consideran esta una pista muy importante y les resulta inaudito que hayan demorado tanto en explorarla. Algo que, aparentemente, se explica por la confusión con el superdeterminismo.
La retrocausalidad también proporciona más sentido al hecho de que en el micro mundo de las partículas no se distingue entre pasado y futuro. Presupuesto, esto no significa que sea algo fácil. Una de las mayores preocupaciones de este abordaje es la posibilidad de enviar señales al pasado, lo que abriría la puerta a las paradojas sobre los viajes en el tiempo. Aunque, para que una paradoja de esta naturaleza surja, antes se debe medir el efecto que tiene en el pasado. Si nuestra joven madre no recibe el consejo de evitar casarse con nuestro joven padre, lo que significa que no existiríamos, no hay paradoja. Y en el caso cuántico, se sabe de la imposibilidad de medir todo simultáneamente.
En el futuro, los físicos se enfocarán en desarrollar modelos retrocausales específicos que implementen esta restricción de que no se puede medir todo al mismo tiempo. Hasta ahora, la retrocausalidad parece la mejor forma de librar la localidad y el realismo de la “muerte por experimento”.