Agujero de gusano
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Presentación
Un puente de Einstein-Rosen, más conocido como “agujero de gusano”, es un hipotético túnel cósmico o atajo a través del espacio-tiempo, descrito como soluciones para las ecuaciones de Albert Einstein en la teoría general de la relatividad cuando se aplican al Agujero negro.
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Aunque todavía no se han observado evidencias de su existencia, teóricamente están constituidos por, al menos, dos extremos, conectados por una garganta, a través del cual viajaría la materia, si éste pudiese ser atravesado.
El término agujero de gusano fue acuñado por el físico John Wheeler en 1957 (también acuñó los término Agujero negro y “espuma cuántica”), como analogía para explicar dicho fenómeno, en el que un gusano que quisiese llegar al otro extremo de una manzana atajaría atravesándola, en vez de rodearla por su superficie. Sin embargo, Ludwig Flamm inició su estudio en 1916, como posible solución a las ecuaciones de Einstein para los agujeros negros de Schwarzschild, conocido ahora como agujero blanco, que se encuentra conectado a la entrada del agujero negro por un conducto de espacio-tiempo. La “entrada” del Agujero negro y la “salida” del agujero blanco podrían estar en diferentes partes del mismo universo o en diferentes universos.
Albert Einstein y Nathan Rosen retomaron dicha teoría seriamente, en su intento de eliminar las singularidades de la física (puntos donde matemáticamente las cantidades se vuelven infinitas) para explicar las partículas fundamentales, tales como electrones, en términos de túneles de espacio-tiempo unidos por líneas de fuerza eléctricas.
Clasificación de los Agujeros de Gusano
Existen, teóricamente, diferentes tipos de agujeros de gusano, y una de sus posibles clasificaciones se basa en la posibilidad que hay de que puedan ser atravesados. Los agujeros de gusano de Lorentz tienen esta característica, siendo posibles dentro de la relatividad general como una se sus soluciones, aunque su posibilidad física es incierta. Incluso, se desconoce si la teoría de la gravedad cuántica, que se obtiene al combinar la relatividad general con la mecánica cuántica, permitiría la existencia de estos fenómenos.
La mayoría de las soluciones conocidas de la relatividad general que permiten la existencia de agujeros de gusano atravesados requieren la existencia de una sustancia teórica de densidad negativa de energía, aunque no ha sido matemáticamente probado que éste sea un requisito obligatorio para este tipo agujeros de gusano, ni ha sido establecido que la materia exótica no pueda existir. De hecho, se conoce una manera de producir energía de densidad negativa: el efecto Casimir.
Otro tipo son los agujeros de gusano de Schwarzschild, que no pueden ser atravesados, al ser muy inestables, con lo que se desmoronarían poco después de su aparición, impidiendo incluso a la luz el que lo atravesase.
Estos agujeros del inter-universo conectan nuestro universo con otro diferente, como por ejemplo, uno paralelo. Los agujeros de gusano del intra-universo conectan una posición de un universo con otra posición del mismo universo (en el mismo tiempo actual o no).
Creación de Agujeros de Gusano
Michael Morris, Kip Thorne, y Uri Yertsever (MTY) del Instituto de Tecnología en California idearon una forma de crear agujeros de gusano mediante el vacío cuántico. A escala cuántica, el espacio-tiempo esta formado por continua fluctuaciones que aparecen y desaparecen constantemente, que constituirían los ultra pequeños agujeros de gusano. Su idea es expandir uno de esos pequeños agujeros hasta un tamaño macroscópico añadiéndole energía, estabilizarlo utilizando el efecto Casimir, y transportar las entradas a regiones bastamente separadas en el espacio para proporcionar una forma de comunicación y permitir así viajes más rápidos que la luz.
En 2005, el físico Amos Ori ideó un agujero de gusano que permitía viajar en el tiempo, sin requerir materia exótica y satisfaciendo todas las condiciones energéticas. La estabilidad de esta solución es incierta, por lo que sigue sin estar claro si se requeriría una precisión infinita para que se formase y permitiese el viaje en el tiempo, y también si los efectos cuánticos protegerían la secuencia cronológica del tiempo en este caso.
Un grupo de matemáticos de la Universidad de Rochester han ideado una forma de crear agujeros de gusano electromagnéticos, capaz de hacer electromagnéticamente invisible a un objeto observado desde el exterior del túnel hasta que emerja desde el otro lado. Este fenómeno tendría como una de sus aplicaciones el poder curvar la luz, haciendo invisible cualquier objeto. De hecho, cuando la luz es curvada en torno a una superficie, la superficie en si misma se hace invisible.
David Hochberg y Thomas Kephart de la Universidad Vandebilt han descubierto que, en los primeros instantes del Universo, la propia gravedad puede haber dado lugar a regiones de energía negativa en las cuales pueden haberse formado agujeros de gusano auto-estabilizados. Dichos agujeros, creados durante el Big Bang, pueden permanecer aún hoy en día, sirviendo de unión entre partes del universo, y permitiendo los viajes interestelares.
Diferencias entre Hoyo negro y agujeros de gusano
En primer lugar, los Hoyos negros existen y tenemos evidencia de ello, los agujeros de gusano no, no se tiene evidencia de ellos y por ende, no existen, son hipotéticos. Los científicos son capaces de detectar y hacer un seguimiento de un Hoyos negros, lo cual es imposible con los agujeros de gusano.
Un Hoyos negros se forma naturalmente, tras un hecho tan simple como la muerte de una estrella en el universo. Por otro lado, un agujero de gusano se formaría como algo anormal en sí, tras una hipotética anomalía en la curvatura del espacio-tiempo o una brusca torcedura en la dimensión superior de la curva de dicho espacio-tiempo.
Suponiendo que un agujero de gusano existiese y si pudiera adentrarme en él, viajaría a una velocidad mayor que la de la luz, atravesando las barreras del espacio y del tiempo; sería algo así como meterse en un túnel y romper todas las barreras para llegar a otra dimensión o a otro tiempo.
Ya sabemos bien qué pasaría si me cayera en un agujero negro, no habría chance, no contaría la historia. La fuerza de gravedad literalmente estiraría mi cuerpo y lo convertiría en una larga y delgada corriente de partículas subatómicas, formando un remolino flotante de mi persona que luego sería absorbido por la oscuridad del agujero.
Fuente y enlaces de interés
- Khatsymosky, Vladimir M. «Towards possibility of self-maintained vacuum traversable wormhole». arXiv eprint server.
- Krasnikov, Serguei. «Counter example to a quantum inequality». arXiv eprint server.
- Morris, Michael S. and Thorne, Kip S.. Wormholes in spacetime and their use for interstellar travel: A tool for teaching general relativity. American Journal of Physics 56, 395-412 (1988).
- Nandi, Kamal K. and Zhang, Yuan-Zhong. «A Quantum Constraint for the Physical Viability of Classical Traversable Lorentzian Wormholes». arXiv eprint server.
- ecured/Agujero_de_gusano
- Vanderbilt
- Caltech.edu
- Hoyos negros
- Una salida suave de la inflación eterna
- Teoría del multiverso
- Agujero negro
- Stephen Hawking
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