El atajo secreto del universo: la ciencia real detrás de los agujeros de gusano que vemos en las películas
¿Existen realmente los agujeros de gusano? La física moderna investiga estos atajos del universo que prometen viajes imposibles, combinando relatividad, dimensiones ocultas y teorías que parecen sacadas del cine.
Imaginemos una gran alfombra extendida con un túnel que conecta dos puntos distantes de esta superficie por el cual viajan ¿los gusanos? Estas estructuras hipotéticas que funcionan como puentes mágicos entre dos regiones remotas del espacio-tiempo son conocidas como Agujeros de Gusano.
Para entenderlo mejor, pensemos en una hoja de papel en la que dibujamos dos puntos alejados, al doblar el papel, podemos unirlos directamente. Esta clásica analogía ilustra cómo un atajo atravesaría y reduciría distancias que parecerían infinitas para nosotros hoy mismo.
Científicamente, estas estructuras no son simples fantasías de Hollywood, son soluciones teóricas encontradas en las ecuaciones de la relatividad general y otros modelos de gravedad. Aunque son matemáticamente posibles, su existencia física real sigue siendo un gran y complejo desafío.
La idea nació con Einstein y Rosen en 1935, quienes propusieron un puente que conectaba dos universos distintos. Desde entonces, los físicos estudian si estos túneles podrían permitir viajes interestelares prácticos dentro de nuestra propia realidad.
Un agujero de gusano consta de dos "bocas" y una "garganta" central, las bocas son las entradas en nuestro espacio tridimensional y la garganta es el pasaje que une ambos extremos, permitiendo teóricamente que la materia o luz logren finalmente cruzar.
El nacimiento de un puente cósmico
Investigaciones recientes sugieren mecanismos fascinantes para su formación. Imaginemos dos universos paralelos representados como láminas llamadas branas, si colocamos objetos masivos en cada una, su atracción gravitatoria deformará el tejido espacial hasta que ambas superficies se toquen y queden conectadas.
En este modelo, la tensión de la brana actúa como una resistencia elástica y si la gravedad de los objetos es suficientemente fuerte, supera dicha tensión. Al producirse el contacto, se crea una estructura similar a un túnel que comunica ambos mundos directamente.
Los científicos han calculado que los objetos muy masivos y compactos son mejores candidatos, lo que implica que deberíamos buscar estas puertas cerca de agujeros negros o estrellas de neutrones. La física detrás de este proceso no requiere necesariamente materia exótica extraña.
Curiosamente, este mecanismo también podría funcionar dentro de un mismo "universo doblado", ya que si una brana se pliega sobre sí misma, la gravedad entre dos puntos cercanos en el espacio extra podría abrir un atajo permanente, permitiendo comunicaciones rápidas entre galaxias lejanas.
El desafío de mantener la puerta abierta
El mayor problema de estos túneles es su inestabilidad natural, pues la gravedad tiende a cerrarlos casi instantáneamente, convirtiéndolos en agujeros negros ordinarios. Para mantener la garganta abierta, las teorías clásicas suelen requerir la presencia de algo denominado como energía de densidad negativa.
Esta sustancia exótica proporcionaría la repulsión necesaria para contrarrestar el colapso gravitatorio, sin embargo, no sabemos cómo recolectar (ni siquiera cantidades macroscópicas) esta energía. Afortunadamente, efectos cuánticos en el universo temprano o tensiones en modelos de branas podrían ofrecer soluciones alternativas.
Un agujero de gusano atravesable debe permitir el paso seguro de ida y vuelta, ya que si la garganta es demasiado estrecha o contiene horizontes de eventos, el viaje sería imposible; por eso buscamos configuraciones que permanezcan estables el tiempo lo suficiente para explorarlas.
Algunos modelos sugieren que incluso una cantidad mínima de materia exótica bastaría, mientras que otros proponen que la propia expansión del universo durante la inflación podría haber estirado pequeños túneles cuánticos hasta hacerlos astronómicos, es decir, el mismo cosmos habría creado estos senderos secretos.
Detectives espaciales en busca de atajos
Aunque no hemos visto aún alguno, existen estrategias para detectarlos. Una técnica es observar órbitas estelares en la que, si una estrella cerca de un objeto masivo muestra una aceleración extraña, podría estar sintiendo la gravedad de otro objeto situado al otro lado del túnel.
Otra herramienta poderosa son los lentes gravitatorios. Un agujero de gusano curvaría la luz de estrellas distantes de forma única, al analizar cómo se magnifica o distorsiona el brillo de estos astros. Los astrónomos podemos diferenciar un túnel espacial de un objeto común.
También podemos estudiar sus sombras con telescopios avanzados ya que al igual que los agujeros negros, estas estructuras dejarían una huella oscura característica: el tamaño y la forma de esta sombra dependen de cómo el túnel desvía los fotones que pasan muy cerca.
Finalmente, las ondas gravitatorias ofrecen pistas cruciales pues el choque de objetos cerca de un túnel generaría señales vibratorias distintas. Aunque hoy siguen siendo esquivos, la tecnología actual nos acerca cada vez más a confirmar si estos atajos son reales o fantasías.
Referencia de la noticia
How to form a wormhole. Dai, De-Chang ; Minic, Djordje ; Stojkovic, Dejan. The European Physical Journal C, Volume 80, Issue 12, article id.1103.
Astrophysical Wormholes. Bambi, Cosimo; Stojkovic, Dejan. Universe, Volume 7, Issue 5, id.136.