¿Qué son los agujeros de gusano?

el 8 de diciembre de 2015

por Fraser Cain , el Universo de Hoy

agujero de Gusano. Crédito: Enciclopedia de la Ciencia de Internet

Con todo mi entusiasmo por el futuro de la humanidad en el espacio, hay un problema evidente. Somos bolsas de carne blandas, en su mayoría de agua, y esas otras estrellas están muy, muy lejos. Incluso con las tecnologías de vuelos espaciales más optimistas que podamos imaginar, nunca llegaremos a otra estrella en una vida humana.

La realidad nos dice que incluso las estrellas más cercanas están incomprensiblemente lejos, y requerirían grandes cantidades de energía o tiempo para hacer el viaje. La realidad dice que necesitaríamos una nave que de alguna manera pueda durar cientos o miles de años, mientras generación tras generación de astronautas nacen, viven sus vidas y mueren en tránsito hacia otra estrella.

La ciencia ficción, por otro lado, nos atrae con sus seductores métodos de propulsión avanzada. Enciende el motor warp y observa cómo las estrellas pasan a nuestro lado, haciendo un viaje a Alpha Centauri tan rápido como un crucero de placer.

¿Sabes lo que es aún más fácil? Un agujero de gusano; una puerta mágica que conecta dos puntos en el espacio y el tiempo entre sí. Solo alinea los galones para marcar tu destino, espera a que el stargate se estabilice y luego camina walk ¡Camina! a su destino a media galaxia de distancia.

Sí, eso estaría muy bien. Alguien realmente debería inventar estos agujeros de gusano, marcando el comienzo de un nuevo y audaz futuro de la marcha rápida intergaláctica. ¿Qué son exactamente los agujeros de gusano y cuándo podré usarlos?.

Un agujero de gusano, también conocido como puente Einstein-Rosen, es un método teórico de plegar el espacio y el tiempo para que puedas conectar dos lugares en el espacio juntos. A continuación, podría viajar instantáneamente de un lugar a otro.

Usaremos esa demostración clásica de la película Interestelar, donde dibujas una línea de dos puntos, en un trozo de papel y luego doblas el papel y golpeas el lápiz para acortar el viaje. Eso funciona muy bien en papel,pero ¿es física de verdad?

Como Einstein nos enseñó, la gravedad no es una fuerza que tira de la materia como el magnetismo, en realidad es una deformación del espacio-tiempo. La Luna cree que está siguiendo una línea recta a través del espacio, pero en realidad está siguiendo el camino deformado creado por la gravedad de la Tierra.

Y así, según Einstein y el físico Nathan Rosen, se podría enredar el espacio-tiempo tan fuertemente que dos puntos comparten la misma ubicación física. Si pudieras mantener todo estable, podrías separar cuidadosamente las dos regiones del espacio-tiempo para que sigan siendo la misma ubicación, pero separadas por la distancia que quieras.

Bajar por el pozo gravitacional de un lado del agujero de gusano, y luego aparecer instantáneamente en la otra ubicación. A millones o billones de años luz de distancia. Si bien los agujeros de gusano son teóricamente posibles de crear, son prácticamente imposibles de lo que entendemos actualmente.

El primer gran problema es que los agujeros de gusano no son atravesables de acuerdo con la Relatividad General. Así que ten esto en cuenta; la física que predice estas cosas, prohíbe que se usen como método de transporte. Es un ataque bastante serio contra ellos.

Segundo, incluso si se pueden crear agujeros de gusano, serían completamente inestables, colapsándose instantáneamente después de su formación. Si intentaste entrar en un extremo, podrías estar entrando en un agujero negro.

En tercer lugar, incluso si son transitables y se pueden mantener estables, en el momento en que cualquier material intente pasar, incluso fotones de luz, eso los haría colapsar.

Hay un rayo de esperanza, sin embargo, porque los físicos aún no han descubierto cómo unificar la gravedad y la mecánica cuántica.

Esto significa que el Universo mismo podría saber cosas sobre agujeros de gusano que aún no entendemos. Es posible que se crearan naturalmente como parte del Big Bang, cuando el espacio-tiempo de todo el Universo se enredó en una singularidad.

Los astrónomos han propuesto buscar agujeros de gusano en el espacio buscando cómo su gravedad distorsiona la luz de las estrellas que están detrás de ellos. Ninguno ha aparecido todavía.

Una posibilidad es que los agujeros de gusano aparezcan naturalmente como las partículas virtuales que sabemos que existen. Excepto que estos serían incomprensiblemente pequeños, en la escala de Planck. Vas a necesitar una nave espacial más pequeña.

Una de las implicaciones más fascinantes de los agujeros de gusano es que podrían permitirte viajar en el tiempo.

Así es como funciona. Primero, crea un agujero de gusano en el laboratorio. Luego tome un extremo del agujero de gusano, colóquelo en una nave espacial y vuele a un porcentaje significativo de la velocidad de la luz, para que la dilatación del tiempo surta efecto.

Para la gente en la nave espacial, solo habrán ocurrido unos pocos años, mientras que podrían haber sido cientos o incluso miles para la gente en la Tierra. Suponiendo que pudieras mantener el agujero de gusano estable, abierto y transitable, entonces viajar a través de él sería interesante.

Si pasaras en una dirección, no solo moverías la distancia entre los agujeros de gusano, sino que también serías transportado al tiempo que el agujero de gusano está experimentando. Ir en una dirección y avanzar en el tiempo, ir en la otra dirección: hacia atrás en el tiempo.

Algunos físicos, como Leonard Susskind, piensan que esto no funcionaría porque violaría dos de los principios más fundamentales de la física: la conservación de energía local y el principio de incertidumbre de tiempo y energía.

Desafortunadamente, realmente parece que los agujeros de gusano tendrán que permanecer en el reino de la ciencia ficción en el futuro previsible, y tal vez para siempre. Incluso si es posible crear agujeros de gusano, entonces tienes que mantenerlos estables y abiertos, y luego tienes que descubrir cómo permitir que la materia entre en ellos sin colapsar. Aún así, si pudiéramos averiguarlo, eso haría que viajar al espacio fuera muy conveniente.

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