¿Cuál es la forma de los agujeros de gusano? Un físico tiene una gran idea para descubrirlos


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¿Cuál es la forma de los agujeros de gusano? Un físico tiene una gran idea para descubrirlos
Agujero de gusano. Inspirado en el arte de Gleb Alexandrov y en la película Interstellar. Crédito: Pixelidon's Art

Los agujeros de gusano son ciencia ficción aún, y aunque a menudo se representan como túneles en bucle rodeados de torbellinos de luz, en realidad nadie tiene una idea de cómo se ven realmente. Sin embargo, ahora un científico ha aportado una nueva perspectiva.

Roman Konoplya, un físico de la Peoples Friendship University of Russia ha hallado una forma de estimar las características físicas de una estructura hipotética, trabajando hacia atrás por medio de lo que conocemos de la luz y el sonido del espacio.

Diversos fenómenos como los agujeros negros y los agujeros de gusano, son lugares del universo donde nuestros conceptos de física son simplemente teorías. Lo único que podemos hacer es medir indirectamente su influencia en los factores que podemos observar.

Konoplya, comenzó a estudiar la geometría del espacio-tiempo para encontrar una mejor manera de describir estas estructuras inimaginables.

Konoplya escribe en un informe:

Aquí mostraremos cómo reconstruir la función de forma de un agujero de Lorenziano esféricamente simétrico atravesable cerca de su garganta, si se conocen los modos cuasinormales de alta frecuencia del agujero de gusano”.

De acuerdo con la relatividad general de Einstein y las ecuaciones de Maxwell sobre la radiación electromagnética, estas últimas nos dan información sobre la velocidad de la luz: el espacio y el tiempo se comportan como si tuvieran una naturaleza física única.

Todo esto parece ir muy bien hasta que las predicciones de la relatividad general siga su conclusión natural, en el que el «espacio-tiempo» puede quedar atrapado en  puntos de densidad infinita: los agujeros negros, por así decirlo.

En 1916, el físico austriaco Ludwig Flamm jugó con las mismas matemáticas para mostrar cómo el espacio podría distorsionarse para evitar también la entrada de información, lo que da origen a un «agujero blanco».

Es así como la información que entra en un agujero negro podría salir a otro lugar en el espacio-tiempo a través de un agujero blanco. ¡Y tenemos los agujeros de gusano!

Los candidatos más probables para tales enlaces serían pequeños agujeros negros que emergen y desaparecen. Mantener un pequeño agujero de gusano abierto el tiempo suficiente para que algo pase a través de él requeriría un considerable tirón de espacio, y en este momento nada de lo que sabemos está a la altura de esa gran tarea .

Además, todavía no sabemos cómo se comporta el espacio-tiempo más allá de un punto dado. Eso significa que en realidad no sabemos cómo cambian las cosas como la masa o la distancia a medida que avanzas hacia el corazón de un agujero negro o, en este caso, hasta la garganta de un agujero de gusano.

Konoplya cree que la clave para comprender la forma del cuello de botella entre los agujeros negros y blancos reside en la forma en que la energía se disipa a través del espacio en ondas.

Con la reciente observación de ondas gravitacionales resonando en el cosmos tras las colisiones de los agujeros negros y las estrellas de neutrones, los físicos han confirmado cómo la energía es arrastrada por las distorsiones en el espacio-tiempo.

Las ondas de energía que se desvanecen se describen en la física como modos cuasinormales. Comenzando con una clase específica de suposiciones sobre las simetrías de los agujeros de gusano, Konoplya pensó que podríamos saber un poco acerca de los agujeros de gusano una vez que establezcamos los modos cuasinormales de alta frecuencia que podrían sonar desde sus gargantas.

Sabiendo esto, usó la mecánica cuántica para determinar cómo se expandirían las ondas de luz en las distorsiones de los campos electromagnéticos que rodean el agujero negro en su puerta para tener una idea de cómo podría ser el agujero de gusano.

El concepto no es perfecto, entre otras cosas porque se basa en un montón de suposiciones, pero también porque cualquier respuesta que obtuvimos aún no indicaría una respuesta.

Konoplya dijo:

En términos generales, un enfoque mecánico cuántico conduce a muchas soluciones para la geometría de un agujero de gusano”.

Pero es un lugar sólido para comenzar, y se puede expandir una vez que se tienen en cuenta otros campos cuánticos, lo que potencialmente nos brinda otra forma posible de detectarlos.

El estudio científico ha sido publicado en Physics Letters B.


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