Albert Einstein teoría de la relatividad general cambió profundamente nuestro pensamiento sobre los conceptos fundamentales de la física, como el espacio y el tiempo. Pero también nos dejó algunos misterios profundos.
Uno fue agujeros negros, que eran solo inequívocamente detectado en los ultimos años. Otro fueron los “agujeros de gusano”: puentes que conectan diferentes puntos en el espacio-tiempo, que en teoría proporcionan atajos para los viajeros espaciales.
Los agujeros de gusano todavía están en el reino de la imaginación. Pero algunos científicos creen que pronto también podremos encontrarlos. En los últimos meses, varios estudios nuevos han sugerido formas interesantes de avanzar.
Los agujeros negros y los agujeros de gusano son tipos especiales de soluciones para Ecuaciones de Einstein, que surge cuando la estructura del espacio-tiempo está fuertemente doblada por la gravedad. Por ejemplo, cuando la materia es extremadamente densa, la estructura del espacio-tiempo puede volverse tan curvada que ni siquiera la luz puede escapar. Este es un agujero negro.
Como la teoría permite que el tejido del espacio-tiempo se estire y doble, uno puede imaginar todo tipo de configuraciones posibles.
En 1935, Einstein y el físico Nathan Rosen
Algunos agujeros de gusano pueden ser “atravesables”, lo que significa que los humanos pueden viajar a través de ellos. Sin embargo, para eso, deberían ser lo suficientemente grandes y mantenerse abiertos contra la fuerza de la gravedad, que intenta cerrarlos. Empujar el espacio-tiempo hacia afuera de esta manera requeriría enormes cantidades de “energía negativa”.
¿Suena a ciencia ficción? Sabemos que existe energía negativa, pequeñas cantidades ya se han producido en el laboratorio. También sabemos que la energía negativa está detrás del universo expansión acelerada.
Entonces, la naturaleza pudo haber encontrado una manera de hacer agujeros de gusano.
Detectar agujeros de gusano en el cielo
¿Cómo podremos probar que existen los agujeros de gusano? En un nuevo periódico publicado en el Avisos mensuales de la Royal Society, Los astrónomos rusos sugieren que pueden existir en el centro de algunas galaxias muy brillantes y proponen algunas observaciones para encontrarlas.
Esto se basa en lo que sucedería si la materia que sale de un lado del agujero de gusano choca con la materia que cae. Los cálculos muestran que el choque resultaría en una espectacular exhibición de rayos gamma que podríamos intentar observar con telescopios.
Esta radiación podría ser la clave para diferenciar entre un agujero de gusano y un agujero negro, que antes se suponía que no se distinguían del exterior. Pero los agujeros negros deberían producir menos rayos gamma y expulsarlos en un chorro, mientras que la radiación producida a través de un agujero de gusano estaría confinada a una esfera gigante.
Aunque el tipo de agujero de gusano considerado en este estudio es transitable, no sería un viaje agradable. Debido a que estaría tan cerca del centro de una galaxia activa, las altas temperaturas quemarían todo hasta quemar.
Pero este no sería el caso de todos los agujeros de gusano, como los que están más lejos del centro galáctico.
La idea de que las galaxias pueden albergar agujeros de gusano en sus centros no es nueva. Tomemos el caso del agujero negro supermasivo en el corazón de la Vía Láctea. Esto fue descubierto mediante el seguimiento minucioso de las órbitas de las estrellas cerca del agujero negro, un logro importante que recibió el premio Premio Nobel de Física en 2020.
Pero un artículo reciente ha sugerido que esta atracción gravitacional en cambio, puede ser causado por un agujero de gusano.
A diferencia de un agujero negro, un agujero de gusano puede “filtrar” algo de gravedad de los objetos ubicados en el otro lado. Esta espeluznante acción gravitacional agregaría una pequeña patada a los movimientos de las estrellas cerca del centro galáctico. Según este estudio, el efecto específico debería poder medirse en observaciones en un futuro próximo, una vez que la sensibilidad de nuestros instrumentos se vuelva un poco más avanzada.
Casualmente, otro estudio reciente ha informado del descubrimiento de algunos “círculos de radio extraños” en el cielo. Estos círculos son extraños porque son enormes y, sin embargo, no están asociados con ningún objeto visible. Por ahora, desafían cualquier explicación convencional, por lo que los agujeros de gusano se han propuesto como una posible causa.
Una lata de gusanos
Los agujeros de gusano tienen un fuerte control sobre nuestra imaginación colectiva. En cierto modo, son una deliciosa forma de escapismo. A diferencia de los agujeros negros, que son un poco atemorizantes porque atrapan todo lo que se adentra, los agujeros de gusano pueden permitirnos viajar a lugares lejanos más rápido que la velocidad de la luz.
De hecho, pueden incluso ser maquinas del tiempo, proporcionando una forma de viajar hacia atrás, como sugirió el difunto Stephen Hawking en su último libro.
Los agujeros de gusano también surgen en física cuántica, que gobierna el mundo de los átomos y las partículas. Según la mecánica cuántica, las partículas pueden salir del espacio vacío, solo para desaparecer un momento después.
Esto se ha visto en innumerables experimentos. Y si se pueden crear partículas, ¿por qué no agujeros de gusano?
Los físicos creen que los agujeros de gusano pueden haberse formado en el Universo temprano a partir de una espuma de partículas cuánticas que aparecen y desaparecen. Es posible que algunos de estos “agujeros de gusano primordiales” todavía estén presentes en la actualidad.
Experimentos recientes sobre “teletransportación cuántica”, una transferencia “incorpórea” de información cuántica de un lugar a otro, han resultado funcionar de una manera inquietantemente similar a dos agujeros negros conectados a través de un agujero de gusano.
Estos experimentos parecen resolver la “paradoja de la información cuántica”, que sugiere que la información física podría desaparecer permanentemente en un agujero negro. Pero también revelan una conexión profunda entre las teorías notoriamente incompatibles de la física cuántica y la gravedad, y los agujeros de gusano son relevantes para ambas, que puede ser fundamental en la construcción de un “teoría del todo”.
Es poco probable que pase desapercibido el hecho de que los agujeros de gusano desempeñen un papel en estos fascinantes desarrollos. Puede que no los hayamos visto, pero sin duda podrían estar ahí fuera. Incluso pueden ayudarnos a comprender algunos de los misterios cósmicos más profundos, como si nuestro Universo es el único.
Andreea Fuente, Profesor Titular de Astrofísica, Universidad Liverpool John Moores.
Este artículo se vuelve a publicar de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el artículo original.
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