Un equipo de físicos de la Universidad de Sofía (Bulgaria) cree haber descubierto un nuevo método para detectar y distinguir los hipotéticos agujeros de gusano –túneles que conectan regiones distantes del espacio (y del tiempo)– y afirman que estos podrían estar ocultos a plena vista: en forma de agujeros negros comunes, lo que significa que es posible que estas fantásticas estructuras ya hayan sido vistas.
Los agujeros negros han intrigado durante mucho tiempo a los científicos, ya que engullen la materia sin dejarla escapar. Pero ¿adónde va a parar toda esta materia? Esta es una de las grandes preguntas que ronda en la cabeza de muchos astrofísicos. Y es que hasta ahora hemos desarrollado solamente la tecnología necesaria para observar directamente los agujeros negros, muy similares, teóricamente a los agujeros de gusano. Ahora, el equipo de científicos en Bulgaria cree que su modelo matemático podría ayudar a distinguirlos, según su estudio publicado a principios de noviembre en Physical Review D.
Durante años, los físicos han teorizado que la materia absorbida por los agujeros negros, al menos en algunos casos, puede ser desviada a "agujeros blancos" en otras partes del universo, que la expulsan en forma de partículas y radiación, según informa Interesting Engineering.
¿Qué son los agujeros de gusano?
Desde los agujeros negros hasta el Big Bang, la ciencia ha buscado entender el espacio exterior. De acuerdo con las explicaciones que surgieron a partir de la Teoría General de la Relatividad de Einstein, un agujero de gusano puede ser un puente entre dos puntos distintos en el espacio o en el tiempo. Por tal motivo, algunos científicos consideran que podría conectar el presente con el pasado o el futuro.
¿Cómo funcionan?
De acuerdo con Einstein, el espacio es flexible y puede doblarse, torcerse y deformarse. Se ha planteado que el campo gravitatorio de dos cuerpos puede atraerlos entre sí desde dos puntos del espacio. Esto daría origen a un túnel que atravesara el espacio para conectarlos.
El agujero tendría un punto de partida y un punto de destino, sin embargo el trayecto es completamente desconocido. Las investigaciones predicen que atravesar un agujero de gusano implicaría la exposición sumamente alta a la radiación, colapso repentino y contacto peligroso con materia exótica.
De momento estos túneles espaciotemporales son puramente teóricos, no se ha descubierto ninguno, pero los físicos no dejan de plantear formas de atravesarlos sin que se cierre su ‘garganta’ por la atracción gravitatoria. Las dos últimas propuestas llegan desde Europa y EE UU.
Uno de los estudios lo publican los físicos Juan Martín Maldacena del Instituto de Estudios Avanzados y Alexey Milekhin de la vecina Universidad de Princeton (EE UU) en la revista Physical Review D. Estos autores utilizan un modelo del universo con más de cuatro dimensiones para explicar como un humano podría cruzar uno de estos puentes de Einstein-Rosen.
Por su parte, el otro trabajo, que aparece en Physical Review Letters, lo firma el profesor José Luis Blázquez Salcedo de la Universidad Complutense de Madrid en colaboración con los investigadores Christian Knoll de la Universidad de Oldenburgo (Alemania) y Eugen Radu de la Universidad de Aveiro (Portugal). Los tres creen haber encontrado una forma novedosa de pasar a través de un agujero de gusano sin necesidad de recurrir a materia exótica como hasta ahora.
En principio los dos estudios son consistentes con los principios de la física conocida, aunque entre ambos grupos existen algunas discrepancias al respecto. Para conocer mejor los detalles conviene contextualizar y recordar que la existencia de un agujero de gusano en el que se pueda entrar y salir requiere una distribución de masa-energía que viola varias condiciones energéticas.
Materia exótica en al agujero
Como solución se han propuesto modelos que plantean la existencia de diversos tipos de materia exótica. Esta proporcionaría la fuerza necesaria para contrarrestar la atracción gravitacional dentro del agujero, de tal forma que se pudiera mantener abierto.
El problema es que esa materia exótica se escapa del modelo estándar de la física de las partículas, ampliamente aceptado. Un ejemplo de esta extraña materia es el llamado campo escalar fantasma, que posee energía cinética negativa y que nunca se ha observado en la naturaleza.
Los campos escalares de este tipo, utilizados normalmente en modelos de agujeros de gusano atravesables, están constituidos por bosones, uno de los dos tipos básicos de partículas elementales en la naturaleza (como el W, el Z o el higgs).
Los bosones son matemáticamente simples y, por tanto, a menudo se prefieren en los análisis teóricos. Su espín, por ejemplo, es un número entero (0, 1, 2...). Sin embargo, el único campo escalar fundamental que actualmente se observa en la naturaleza es el bosón de Higgs, y no admite una geometría de agujero de gusano.
Pero, por otra parte, estos misteriosos objetos también se pueden explicar usando el otro tipo de partículas de la naturaleza: los fermiones, grupo al que pertenecen los electrones y quarks, por ejemplo. Su espín puede ser semientero: 1/2, 3/2...
En este contexto, Maldacena y su colega de Princeton presentan soluciones de agujeros de gusano que podrían transitar los humanos basándose en una teoría que postula una dimensión extra, que se considera como una posibilidad para materia mas allá del modelo estándar: el modelo Randall-Sundrum.
Dentro de la teoría de supercuerdas y la cosmología de branas, este modelo propuesto por Lisa Randall (que hace unos años lo explicó en la Universidad Autónoma de Madrid) y por Raman Sundrum, describe un universo de geometría deformada con cinco dimensiones, donde casi todas las partículas fundamentales están ancladas en una ‘membrana’.
¿Que hay dentro de un agujero blanco?
Se trata de una región finita del espacio-tiempo, visible como objeto celeste con una densidad tal que deforma el espacio pero que, a diferencia del agujero negro, deja escapar materia y energía en lugar de absorberla. De hecho ningún objeto puede permanecer en el interior de dicha región durante un tiempo infinito.
hola
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