Los agujeros de gusano son zonas que conectan un agujero negro con un agujero blanco uniendo regiones de espacio- tiempo muy distantes entre sí. Se conoce también como el puente Einstein-Rosen. Se tratan de conceptos teóricos que, de existir, podrían permitir viajes espacio-temporales y donde la ciencia ficción ha supuesto un paso muy importante hacia su posible realidad.
Agujeros negros y agujeros blancos
Los agujeros negros son zonas del espacio con gravedad muy alta que absorben todo lo que se cruzan con ellos. Proceden del colapso de alguna estrella y nada puede salir de ellos. Los agujeros blancos serían lo contrario, zonas que despiden materia de su interior. Y sí se ha encontrado que hay agujeros negros intermedios, que absorven mayoritariamente pero también despiden energía. Un agujero de gusano uniría un agujero negro con uno blanco de forma que, el agujero negro lo absorvería y el blanco lo expulsaria. Esto crearía portales espacio- temporales de corta duración. ¿Pero es posible y real su existencia?
El primero en establecer el inicio de estos conceptos fue Einstein. Mediante ecuaciones, como la de la relatividad, determinó la posible existencia de estas regiones en el espacio que podrían usarse para viajar a través del espacio y el tiempo, aunque aún no se han encontrado. Años después la ciencia ficción dio nuevos pasos en esta dirección.
Concepto desarrollado por la ciencia ficción
El concepto de puente Einstein-Rosen, creado por Einstein, fue desarrollado por Carl Sagan, en su obra de ciencia ficción «Contacto». Este autor disponía también de conocimientos de ciencia y junto a otros autores desarrolló parte de la teoría en su libro.
Su idea era hacer viajar a la protagonista a través de un agujero negro. El problema era que no era posible el paso de ningún cuerpo a través de estops porque la gravedad provocaría que se estiraran como un espaguetti antes de destruirse, haciéndolo intrasintable. De esta forma, el autor buscó otras opciones creando el concepto de «agujero de gusano» y generando el principio de la teoría modernas sobre estas zonas que Einstein ya había anticipado.
Finalmente estos conceptos desarrollados en la novela fueron publicados en revistas de física abriendo nuevas áreas de investigación. Para formarse el espacio- tiempo se plegaría de forma que un agujero de gusano podría ir de un sector del espacio a otro con facilidad.
Viajar al futuro
Los agujeros de gusano permitirían viajar a velocidad próxima a la de la luz, a otro lugar y otra época en el futuro, nunca hacia el pasado. No se podría retroceder a tiempo anteriores a la creación del agujero de gusano por el mero hecho de que antes de su creación este no existía.
En las películas de Regreso al futuro, se exponen los problemas que desencadenaría viajar al pasado ya que podría alterarse. En la realidad esto no sería posible ya que las distintas leyes fñ´ísicas lo impiden. En cambio si permiten crear nuevas líneas temporales, de esta forma la paradoja del abuelo se despeja. No puedes matarlo y si lo haces solo crearías una nueva línea temporal en la que tú no existiría.
La mecánica cuántica también señala que al observar algo se altera por lo que no se podría viajar al pasado sin cambiarlo y, por tanto, un hipot´rtico viajero en el tiempo, jamás podría regresar a su época sino a una nueva alternativa. . También se expone que con cada opción tomada de crea un nuevo multiverso. Y sí esto sí es físicamente posible.
Energía exótica
El problema es que estas secciones serían muy inextables debido al efecto de la gravedad que los crearía y destruiría con facilidad. Para que existan los agujeros de gusano y se mantengan abiertos de forma estable se necesitaría un tipo de energía exótica desconocida, diferente a la que conocemos ya que estaría formada por partículas con masa negativa.
Según la ecuación de Einstein (E=mc2), la masa se transforma en energía ya a la inversa. De esta manera, un objeto que absorba mucha energía del espacio podría dejarle a este con energía negativa, que tendría que recuperar de alguna manera para compensar este deficit. Esta energía negativa se tranformaría en masa negativa que es la que mantendría abierto el agujero de gusano al contarrestar la fuerza de la gravedad. De momento se desconoce si estos procesos serían posibles por que que queda en forma de hipótesis.
Relacionados con esta energía exótica, hay algunas teorías que establecerían su orígen, en caso de existir. Por ejemplo, esta energía negativa podría formar parte de alguna de las dimensiones extras que establecen la teoría de cuerdas y la física cuántica y lo cierto es que sí se han creado agujeros de gusano a este nivel microscópico…
Agujeros de gusano cuánticos
Los agujeros de gusano pueden estar en todas partes e incluso ser microscópicos. La mecánica cuántica expone que dos partículas vinculadas pueden separarse y aún así continuar unidas en la distancia sin ningún contacto. ¿Cómo es esto posible? Una de las explicaciones más aceptadas es que podrían estar unidas por un agujero de gusano cuántico.
En la actualidad se han conseguido crear agujeros de gusano minúsculos sin recurrir a la materia exótica y se ha comprobado que sí pueden pasar partículas a través de ellos sin ser destruidas.
Para su construcción se han utilizado partículas conocidas como fermiones. Estas son partículas de naturaleza cuántica que pueden mantener abiertos los agujeros de gusano sin necesidad de energía exótica. Para la creación de estos microagujeros de gusano, se han combinado la teoría de la relatividad de Einstein para la gravedad, la de Maxwell para los campos electromagnéticos que interactúan con la materia y la de Dirac que actúa sobre los fermiones.
El problema está en que estos experimentos no incorporan los efectos cuánticos que pueden ser muy importantes ya que estos podrían alterar las propiedades de los agujeros de gusano, cerrarlos o impedir su formación.
También se ha conseguido que partículas atraviesen los agujeros de gusano creados sin ser destruídas. Esto abre la posibilidad real a que cuerpos mayores puedan hacer lo mismo con agujeros de mayor tamaño. De momento solo se sabe que los agujeros de gusano sí existen a escala cuántica.
Con un agujero de gusano sí se podría viajar entre galaxias en segundos, aunque para los observadores externos pasaría mucho más tiempo tal y como se muestra en la película de Interestellar, por lo que no podrían regresar…
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- La catástrofe ultravioleta y el nacimiento de la física cuántica
- Agujeros negros y evolución de las estrellas
- Anomalías magnéticas
- Una estrella absorbida por un agujero negro
- Interestellar y ciencia
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Referencias:
https://www.bbc.com/mundo/noticias-52637902
https://www.agenciasinc.es/Noticias/Dos-grupos-de-fisicos-teoricos-se-adentran-en-los-agujeros-de-gusano
https://www.muyinteresante.es/ciencia/articulo/podriamos-usar-agujeros-de-gusano-para-viajar-por-el-espacio-si-segun-un-nuevo-estudio-521637225502
https://www.nationalgeographic.es/espacio/agujeros-de-gusano
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