¿Puede un fenómeno ser a la vez causa y consecuencia de otro fenómeno?
Bueno, en física cuántica hay situaciones en que podemos decir que "el futuro determina el pasado" tanto como "el pasado determina el futuro". Ambos se determinan mutuamente. Algunos incluso han llegado a decir que se da retrocausalidad, aunque a mi modo de ver no es realmente así, es simplemente una constatación de que el universo debe mantener su consistencia entre pasado, presente y futuro, y si intentamos hacernos los listos podemos provocar situaciones en que "el presente" no pueda quedar determinado hasta que suceda un evento futuro. En tal caso el universo puede incluso "cambiar el pasado" para asegurar esa consistencia.
Ejemplos de esto son los experimentos llamados de Decisión Retardada (Delayed Choice Experiments en inglés) y de Borrado Cuántico (Quantum Eraser Experiments).
En esta otra respuesta explico más en detalle el tema con una analogía macroscópica para que se entienda más fácilmente:
¿La mecánica cuántica viola el principio de causalidad?
No, pero hay algo sutil que debemos entender. El universo debe ante todo ser consistente, el pasado, el presente y el futuro deben ser consistentes entre sí. Esto puede parecer ridículamente obvio, pero si lo examinamos en detalle veremos que tiene su gracia. Si intentamos hacernos los listos y tenderle al universo una trampa, el universo incluso cambiará el pasado ante nuestras narices para mantener su consistencia. Veamos un ejemplo llevado a gran escala para entenderlo más fácilmente, le ruego que lea con un poco de paciencia si el tema le interesa:
Supongo que todos saben dónde se encuentran Los Ángeles (LA) y Nueva York (NYC) en los EEUU. Digamos que en LA producimos un electrón, solo uno, y éste tiene 2 caminos por los que puede propagarse. Uno va por la costa oeste y luego la frontera norte hacia el este y termina en un laboratorio en NYC. El otro camino va por la frontera sur hacia el este y luego por la costa este hacia el norte y termina en el mismo punto en el laboratorio en NYC. Ambos caminos han sido cuidadosamente arreglados para tener exactamente la misma distancia. Y para verlo en una escala de tiempo fácilmente visible, diremos que el electrón viaja lento: el trayecto desde LA hasta NYC le lleva exactamente 1 semana menos 2 minutos:
Los iniciados se habrán dado cuenta de que esto es una versión macro del famoso experimento de doble rendija, o más precisamente de un experimento de interferómetro. Y en este tipo de experimento, depende de como arreglemos los dispositivos de detección en NYC, podemos obtener 2 clases de resultados: si intentamos inferir por cuál de los 2 caminos viajó el electrón, obtendremos una detección de partícula. Si por el contrario no intentamos saber por qué camino viajó el electrón, obtendremos un patrón de interferencia entre los 2 posibles caminos.
En el laboratorio en NYC tenemos un interruptor que gobierna qué tipo de experimento hacemos, si el interruptor está en Off (apagado) haremos un experimento de interferencia, y si está en On (encendido) haremos un experimento de detección de partícula. Este interruptor está gobernado por una máquina automática generadora de números aleatorios, que cada Domingo a las 23:50h pondrá el interruptor en On o Off de modo aleatorio.
El Lunes a las 00:01h generamos un electrón en LA, y el Domingo siguiente a las 23:59h un resultado aparece en nuestra pantalla en el laboratorio de NYC. Digamos que generamos el electrón y esperamos pacientemente en NYC. El Domingo siguiente a las 23:50h la máquina aleatoria empieza a hacer unos ruidos, y coloca el interruptor en Off. 9 minutos más tarde el resultado aparece en nuestra pantalla: un patrón de interferencia, tal y como era de esperar con el interruptor en esa posición.
No voy a discutir la dualidad onda-partícula aquí, pero si Ud. observa un patrón de interferencia, sabe que el electrón ha viajado simultáneamente por los 2 caminos y es la interferencia de ambos la que produce el patrón.
¿Dónde estaba el electrón el Martes a las 12:00h? ¿o el Jueves a las 15:00h? ¿o el Sábado a las 23:00h? Si Ud. lo ha observado llegando por ambos caminos el Domingo a las 23:59h, parece evidente que el electrón estuvo viajando por ambos caminos simultáneamente durante toda la semana. ¿No?
Empieza la nueva semana y de nuevo el Lunes a las 00:01h generamos un electrón en LA y esperamos pacientemente en NYC. El Domingo a las 23:50h la máquina aleatoria de nuevo hace sus ruidos, y esta vez selecciona el interruptor en On, listo para hacer una detección de partícula. 9 minutos más tarde el resultado aparece en nuestra pantalla, con un electrón detectado llegando por el camino Norte. Eso era lo esperado con el interruptor en esa posición, detectando el electrón llegando por uno u otro camino.
Esta vez, ¿dónde estaba el electrón el Martes a las 12:00h? ¿o el Jueves a las 15:00h? ¿o el Sábado a las 23:00h? Si el Domingo lo hemos observado llegando solo por el camino Norte, y por el camino Sur no llegó nada, parece obvio que el electrón estuvo viajando solo por el camino Norte durante toda la semana. ¿No?
Pero… UN MOMENTO!! La máquina aleatoria no accionó el interruptor hasta el Domingo a las 23:50h!! Hasta el Domingo a las 23:49h, el interruptor no había sido accionado todavía, por lo tanto las condiciones del experimento eran idénticas. En ese caso, ¿dónde estaba el electrón el Jueves? ¿Viajando por ambos caminos, o viajando solo por el camino Norte?
De nuevo, los iniciados se habrán dado cuenta de que lo que acabo de describir es una versión macro del Experimento de Decisión Retardada (Delayed Choice Experiment o DCE). Si asumimos que el electrón estuvo viajando por ambos caminos durante toda la semana, en el 2º experimento eso no es consistente con el resultado, en que llegó solo por el camino Norte. O bien asumimos que "la parte del electrón que viajaba por el camino Sur" desapareció mágicamente al llegar a NYC, o bien asumimos que al accionarse el interruptor, la historia del electrón durante toda la semana ha sido borrada y reemplazada por una historia en la que solo viajó por el camino Norte.
Y al contrario, si asumimos que el electrón solo viajó por un camino, el Norte, eso es inconsistente con el 1er experimento en que llegó por ambos y produjo interferencia. O bien asumimos que una parte del electrón apareció mágicamente el Domingo en NYC desde el Sur para producir interferencia, o bien asumimos que la historia del electrón durante toda la semana fue borrada y reemplazada por una en la que viajó por ambos caminos.
De modo que si utilizamos nuestro sentido común acerca del Tiempo, es imposible decir cuál fue la historia del electrón durante la semana, porque esa historia se decidirá solo el Domingo siguiente cuando la máquina aleatoria accione el interruptor.
La historia del electrón durante UNA SEMANA ENTERA no puede ser determinada sin ambigüedad. En este setup, lo que ocurra en el futuro (Domingo) determinará el pasado (toda la semana).
Y es gracias a trucos como éste que el universo logra su premisa #1, ser consistente consigo mismo. Pasado, presente y futuro deben ser consistentes. Antes alterará su propio pasado que permitirnos ser más listos que él y provocar una inconsistencia.
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