¿Qué es un Agujero de Gusano? ¿Existen?

El agujero de gusano es un paso teórico o hipotético a través del espacio-tiempo que podría crear atajos para largos viajes por el universo. Los agujeros de gusano están previstos por la teoría de la relatividad general. Pero ten cuidado: los agujeros de gusano traen consigo los peligros del colapso repentino, alta radiación y contacto peligroso con materia exótica.

Teoría del agujero de gusano

Los agujeros de gusano fueron teorizados por primera vez en 1916, aunque no era lo que se llamaban entonces. Mientras revisaba la solución de otro físico para las ecuaciones de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein, el físico austriaco Ludwig Flamm se dio cuenta de que otra solución era posible. Describió un «agujero blanco», una inversión teórica del tiempo de un agujero negro. Las entradas a los agujeros blanco y negro podrían ser conectadas por un conducto espacio-tiempo.

En 1935, Einstein y el físico Nathan Rosen utilizaron la teoría de la relatividad general para elaborar la idea, proponiendo la existencia de «puentes» a través del espacio-tiempo. Estos puentes conectan dos puntos diferentes en el espacio-tiempo, teóricamente creando un atajo que podría reducir el tiempo de viaje y la distancia. Los atajos llegaron a llamarse puentes Einstein-Rosen, o agujeros de gusano.

«Todo es muy hipotético en este momento», dijo Stephen Hsu, profesor de física teórica en la Universidad de Oregón. «Nadie cree que vamos a encontrar un agujero de gusano pronto.”

Los agujeros de gusano contienen dos bocas, con una garganta que los une a los dos. Las bocas probablemente serían esferoidales. La garganta puede ser recta, pero también puede serpentear, tomando un camino más largo de lo que una ruta más convencional puede exigir.

La teoría de la relatividad general de Einstein predice matemáticamente la existencia de agujeros de gusano, pero ninguno ha sido descubierto hasta ahora. Un agujero de masa negativa puede verse por la forma en que la gravedad afecta a la luz que pasa.

Ciertas soluciones de la relatividad general permiten la existencia de agujeros de gusano donde la boca de cada uno es un agujero negro. Sin embargo, un agujero negro natural, formado por el colapso de una estrella moribunda, no crea por sí solo un agujero de gusano.

Por el agujero de gusano

La ciencia ficción está llena de historias de viajes a través de agujeros de gusano. Pero la realidad de estos viajes es más complicada, y no sólo porque todavía no hemos podido identificar uno.

El primer problema es el tamaño. Se espera que los agujeros de gusano primordiales existan en niveles microscópicos de aproximadamente 10^-33 centímetros. Sin embargo, a medida que el universo se expande, es posible que algunos hayan sido expandidos a tamaños más grandes.

Otro problema es la estabilidad. Los agujeros de gusano que Einstein-Rosen predijo serían inútiles para viajar porque colapsan rápidamente.

«Necesitarías algún tipo exótico de materia para estabilizar un agujero de gusano», dijo Hsu, y no está claro si existe esa materia en el universo.”

Pero investigaciones más recientes han descubierto que un agujero de gusano que contiene materia «exótica» podría permanecer abierto e inmutable durante largos períodos de tiempo.

La materia exótica, que no debe confundirse con materia oscura o antimateria, contiene densidad negativa de energía y una gran presión negativa. Esta materia sólo fue vista en el comportamiento de ciertos estados de vacío como parte de la teoría cuántica de campos.

Si un agujero contiene suficiente materia exótica, natural o artificialmente añadida, teóricamente podría utilizarse como un método para enviar información o viajeros por el espacio. Desafortunadamente, los viajes humanos por los túneles espaciales pueden ser desafiantes.

«La ciencia no lo sabe, así que simplemente no lo sabemos», dijo el físico Kip Thorne, una de las mayores autoridades del mundo sobre relatividad, agujeros negros y agujeros de gusano. «Pero hay indicios muy fuertes de que los agujeros de gusano que un humano podría atravesar están prohibidos por las leyes de la física. Eso es triste, es lamentable, pero es en esa dirección en la que las cosas apuntan.”

Los agujeros de gusano pueden no sólo conectar dos regiones separadas dentro del universo, sino también conectar dos universos diferentes. Del mismo modo, algunos científicos conjeturaron que si una boca de un agujero de gusano se mueve de una manera específica, eso podría permitir el viaje en el tiempo.

«Puedes ir al futuro o al pasado usando agujeros de gusano atravesables», dijo el astrofísico Eric Davis a la LiveScience. Pero no será fácil: «haría falta un esfuerzo hercúleo para transformar un agujero de gusano en una máquina del tiempo. Será lo suficientemente difícil como para hacer un agujero de gusano.”

Sin embargo, el cosmólogo británico Stephen Hawking argumentó que tal uso no es posible. Ciencia extraña: los agujeros de gusano son las mejores máquinas del tiempo.

Un agujero de gusano es un atajo

«Un agujero de gusano no es realmente un medio de volver en el tiempo, es un atajo, así que algo muy lejano está mucho más cerca», escribió Eric Christian, de la Nasa.

Si bien la adición de materia exótica a un agujero de gusano puede estabilizarla hasta el punto de que los pasajeros humanos puedan viajar con seguridad a través de él, todavía existe la posibilidad de que la adición de materia «regular» sea suficiente para desestabilizar el portal.

La tecnología actual es insuficiente para ampliar o estabilizar los agujeros de gusano, incluso si pueden ser encontrados. Sin embargo, los científicos siguen explorando el concepto como un método de viaje espacial con la esperanza de que la tecnología pueda utilizarlos.

«Necesitarías tecnología súper avanzada», dijo Hsu. «Los humanos lo harán en cualquier momento en un futuro próximo».