El camino mas corto entre dos puntos: Agujero de Gusano

Antes de nada, lo prometido es deuda. Aquí os dejo las velocidades que deben llevar nuestros amigos Linternas Verde para adquirir los colores que relatábamos en la anterior entrada:

• Azul: + 2.85x10⁷ m/s
• Añil: + 5.94x10⁷ m/s
• Morado: + 9.24x10⁷ m/s

(en estos tres casos, se acercan de ahí la velocidad positiva)

• Amarillo: - 2.60x10⁷ m/s
• Naranja: - 4.97 x10⁷ m/s
• Rojo: - 7.10 x10⁷ m/s

(en estos casos, se alejan y llevan velocidad negativa).

Y ahora, vamos al tema que nos preocupa hoy. Intentaré con estas líneas explicar lo que he aprendido de los agujeros de gusano mientras buscaba información estos días. Lo cierto es que la cosa se complica muchísimo con entrar un poco en materia, así que tratare de exponer lo más básico (que por otra parte, es lo que mejor he comprendido).

En primer lugar ¿qué diablos es un agujero de gusano? No, no es el agujero por el que salen los gusano de Beetlejuice .Un agujero de gusano es un “túnel” que conecta regiones distantes del universo o incluso regiones de universos paralelos. No sólo eso, sino que además, un agujero de gusano podría conectar épocas diferentes, permitiendo los viajes en el tiempo.

En la ciencia ficción, los agujeros de gusano son un tema recurrente. Se pueden encontrar múltiples ejemplos de su uso en series como “Star Trek” o “Stargate”, la novela “Contact” (de Carl Sagan), o su película homónima, videojuegos, como “EVE online” y, como no, en los comics, como los túneles “Boom” utilizados por Darkseid.

¿Cuál es el fundamento científico de todo esto? Los agujeros de gusano se pueden demostrar matemáticamente, pues son las soluciones a las ecuaciones de Einstein. Dichas ecuaciones son la descripción relativista de la gravitación y forman parte de la teoría de la relatividad general. No me voy a meter con ellas, pero podéis visitar Wikipedia para saciar vuestra curiosidad.

Así pues, la siguiente pregunta razonable es si existen dichos agujeros de gusano. En este caso, la respuesta es negativa, pues no se han encontrado (aun), evidencias de agujeros de gusano creados de forma natural. Por tanto, a día de hoy, los agujeros de gusano son un concepto teórico que nuestra tecnología no puede alcanzar.

Sin embargo, en cierto modo, se puede entender que un agujero negro es un agujero de gusano. Un agujero negro es una región del espacio en la cual la acción de la gravedad es tan intensa que ni siquiera la luz puede escapar de ella. Existen algunas soluciones de las ecuaciones de Einstein que postulan la existencia de agujeros de gusano con agujeros negros en cada uno de sus extremos. Cabe destacar que hay evidencias reales de agujeros negros, pues surgen de la muerte de las estrellas.

¿Qué pasaría si tratásemos de atravesar un agujero de gusano? Dado que los agujeros de gusano conectan regiones muy lejanas, una de las aplicaciones más evidentes es la de utilizarlos como atajos. No todos los agujeros de gusano se pueden atravesar (por ejemplo, los agujeros de gusano que contienen agujeros negros, pues permanecerían abiertos muy poco tiempo), pero aquellos que si, reciben el nombre de “traversable wormhole” (agujero de gusano transitable). La posible existencia de agujeros de gusano con estas características ha sido demostrada por diversos físicos. En 1988 Kip Thorne y Mike Morris demostraron la existencia de agujeros de gusano transitables que necesitaban materia exótica (es decir, materia que viola alguna propiedad sobre la energía que toda materia conocida respeta), para mantenerse abiertos. Más tarde se descubrió la existencia de agujeros de gusano transitables que no requerían atravesar la materia exótica (entre ellos los analizados por Matt Visser en 1989). También existe la posibilidad de convertir un agujero negro en un agujero de gusano soltando suficiente materia de energía negativa (materia exótica) en el. O de revertir el proceso y convertir un agujero de gusano en agujero negro mediante la acción de materia con energía positiva.

Aun con todo, la tecnología para crear agujeros de gusano esta fuera de nuestro alcance, pues sería necesario encontrar la forma de agrandar los agujeros de gusano submicroscópicos (cuya existencia se cree cierta), hasta un nivel macroscópico mediante el uso de materia exótica, que aun no sabemos como conseguir.

Y si consiguiéramos esa materia exótica, ¿cuanta necesitaríamos para abrir un agujero transitable? Pues no mucha… un agujero del tipo Thorne-Morris, requiere la nada desdeñable cantidad de 10⁸ veces la masa del Sol en materia exótica (y además su “boca” tendría un diámetro de 600 veces la distancia de la Tierra al Sol). Un agujero del tipo Visser, sin embargo, necesitaría la masa de Júpiter en materia exótica.

Por otro lado, no solo existen problemas para conseguir agujeros de gusano transitables. También hay que tener en cuenta los escollos que el viajero debería superar: muerte por las virulentas fuerzas gravitacionales en el túnel, muerte por incineración debida a la radiación, muerte por el contacto con la materia exótica o muerte por vejez antes de llegar al final del pasadizo. Incluso podría quedar atrapado en el agujero de gusano sin posibilidad de salir. Esperanzador, ¿cierto?

Otra pega. Imaginaos que somos capaces de crear un agujero de gusano que conecta regiones de nuestro universo. ¿Cómo sabemos que el final del túnel esta donde queremos? Pues realmente no podríamos saberlo, pero si que habría forma de cambiar de lugar la salida: una vez creada la entrada del agujero de gusano, podemos avanzar a través de el para llegar hasta el final. Allí, basta aprovechar la seguridad del túnel para saber si nuestro recién creado agujero sale en un región viable (imaginaos qué pasaría si el agujero tuviera la salida en la superficie del Sol y nosotros no lo comprobásemos antes). Si la región no es viable, podemos colapsar el agujero y empezar de cero. Si lo fuera, relocalizariamos la salida del túnel usando partículas cargadas y la acción de un campo eléctrico.

Aun con todo, no debemos desesperanzarnos. Por ejemplo, podríamos evitar los daños causados por la materia exótica creando un pasaje a través de ella para no tener que tocarla o bien creando el agujero de gusano de forma no simétrica, con el mismo fin.

Para terminar esta entrada, os voy a dejar un video sacado de spacetimetravel.org en el que podéis observar lo que veríais al atravesar un agujero de gusano. Espero que lo disfrutéis.

Fuentes:

1. Anderson Institute
2. Scientific American
3. Questions and Answers about Wormholes
4. Space time travel