Los Tipos De Agujeros De Gusano Y Los Misterios M√°s Intrigantes

Los Agujeros De Gusano, son tambi√©n conocidos como puente de Einstein-Rosen. Algunas traducciones espa√Īolas tambi√©n los mencionan como agujero de lombriz. Este agujero lleva este nombre, ya que se trata de una hipot√©tica caracter√≠stica topol√≥gica de un espacio-tiempo, descrita en las ecuaciones de la relatividad general, que esencialmente consiste en un atajo a trav√©s del espacio y el tiempo.

El agujero de gusano tiene al menos dos extremos conectados a una √ļnica garganta. A trav√©s de estos extremos, se afirma que podr√≠a desplazarse alg√ļn tipo de materia. En la actualidad, aun no se ha encontrado ning√ļn tipo de evidencia de que el espacio-tiempo conocido contenga estructuras de este tipo, por lo que en la actualidad es solo una posibilidad te√≥rica en la ciencia.Los Tipos De Agujeros De Gusano Y Los Misterios M√°s Intrigantes 1

Por otra parte, cuando una estrella supergigante roja explota, arroja materia al exterior, de modo que acaba siendo de un tama√Īo inferior y se convierte en una estrella de neutrones. Sin embargo, tambi√©n puede suceder que se comprima tanto, que absorba su propia energ√≠a en su interior y desaparezca dejando un agujero negro en el lugar que ocupaba anteriormente. Esta clase de agujero tendr√≠a una gravedad tan grande que ni siquiera la radiaci√≥n electromagn√©tica podr√≠a escapar de su interior.

Seg√ļn los estudios, el agujero de gusano estar√≠a rodeado por una frontera esf√©rica que es llamada horizonte de sucesos. La luz traspasar√≠a esta frontera para entrar, pero no podr√≠a salir, por lo que el agujero visto desde grandes distancias deber√≠a ser completamente negro. Por otra parte, Stephen Hawking postul√≥ que ciertos efectos cu√°nticos generar√≠an la llamada radiaci√≥n de Hawking.

El interior de un Agujero De Gusano

Los astrof√≠sicos tienen sus propias conjeturas sobre lo que podr√≠a ser el interior de un agujero negro. Conforme a lo que indican, en ellos se forman como una especie de cono sin fondo. En el a√Īo 1994, el telescopio espacial Hubble detect√≥ la presencia de uno muy denso en el centro de la galaxia el√≠ptica M87. Ya que la alta aceleraci√≥n de gases en esa regi√≥n indica que debe de haber un objeto 3500 millones de veces m√°s masivo que el Sol. Por √ļltimo, se indica que este agujero terminar√° por absorber a la galaxia entera. ‚Äč

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Quien hizo la primera advertencia sobre la existencia de agujeros de gusano, fue el austr√≠aco Ludwig Flamm, en el a√Īo 1916. Conforme a esto, la hip√≥tesis del agujero de gusano es una actualizaci√≥n de la decimon√≥nica teor√≠a de una cuarta dimensi√≥n espacial que supon√≠a ‚ÄĒpor ejemplo‚ÄĒ, dado un cuerpo toroidal en el que se pod√≠an encontrar las tres dimensiones espaciales com√ļnmente perceptibles, una cuarta dimensi√≥n espacial que abreviara las distancias y, de esa manera, los tiempos de viaje.

Entre las nociones, la inicial fue planteada de manera m√°s cient√≠fica en 1921 por el matem√°tico alem√°n Hermann Weyl, sin embargo, no us√≥ el t√©rmino «agujero de gusano». El gran estudioso matem√°tico se refer√≠a a ellos como «tubos unidimensionales». Este nombre fue otorgado cuando se relacionaron los an√°lisis de la masa en t√©rminos de la energ√≠a de un campo electromagn√©tico ‚Äč con la teor√≠a de la relatividad de Albert Einstein publicada en 1916.

Actualmente, existe una teoría que denominada como la teoría de cuerdas, que admite la existencia de más de tres dimensiones espaciales. Sin embargo esas dimensiones extras, estarían compactadas a escalas subatómicas. Así lo confirma la teoría de Kaluza-Klein. Además también muestra que al parecer resultaría ser muy difícil y hasta imposible, aprovecharlas para emprender viajes a través del espacio y el tiempo.

¬ŅPor qu√© se le llama agujero de gusano?

Este fenómeno lleva el particular nombre de agujero de gusano, debido a su posible funcionamiento. Tal terminología fue introducida por el físico teórico estadounidense John Wheeler en 1957. Este físico se inspiró en la obra de Weyl, un artículo de 1957 co-escrito con Charles Misner.

Lo que describ√≠a el escrito, obliga a considerar situaciones donde hay un flujo neto de l√≠neas de fuerza, a trav√©s de lo que los top√≥logos llamar√≠an «descomposici√≥n toroidal» del espacio con m√ļltiples conexiones. Esto que adem√°s, los f√≠sicos tal vez podr√≠an excusarse para denominar m√°s v√≠vidamente un «agujero de gusano».

Pero en resumen, evidentemente el nombre proviene de una analogía que fue usada para explicar el fenómeno. Es decir, que si el Universo es la piel de una manzana y un gusano viaja sobre su superficie, la distancia de un punto de la manzana a su antípoda es igual a la mitad de la circunferencia de la manzana, siempre que el gusano permanezca sobre la superficie de esta.

Aunque si, en lugar de esto, el gusano cavara un agujero directamente a través de la manzana, la distancia que tendría que recorrer, sería considerablemente menor. Esto resulta porque la distancia más cercana entre dos puntos es una línea recta que une a ambos.

Definición topológica

El agujero de gusano, en su definición topológica no resulta intuitiva. Se dice que en una región compacta del espacio-tiempo, existe un agujero de gusano cuando su conjunto frontera es trivial desde el punto de vista topológico. Sin embargo, su interior no es simplemente conexo. Formalizar esta idea conduce a distintas definiciones que han sido elaboradas por los científicos especialistas del astro.

En realidad, un agujero de gusano es lo que todo ser humano ha querido aventurar. La razón de esto, es que se dice que a través de él se puede viajar en el espacio desde un punto a otro, a una velocidad muchísimo mayor que la velocidad de la luz.

Conforme a lo que explica la Teor√≠a de la Relatividad General de Albert Einstein, se indaga que este acontecimiento es posible matem√°ticamente. Se est√° estudiando si existe la probabilidad, no solo de viajar en el espacio, sino tambi√©n por el tiempo, pero en este √ļltimo caso ser√≠a un viaje √ļnicamente hacia el futuro, ya que de viajar al pasado el mismo viajero podr√≠a dejar de existir.

Función del agujero de gusano

La función de este agujero de gusano, tiene que ver con el mismo nombre que lleva ya que en realidad, tiene la apariencia de un gusano al atravesar la manzana, pero por dentro. Sería como una especie de vereda que se abre para reducir un largo camino, lo que se trataría de un atajo que trasladaría un objeto de un lugar a otro. La entrada del agujero de gusano, es un agujero negro.

El agujero negro es uno de los enigmas que han concebido mayor expectaci√≥n a nivel mundial. La raz√≥n de esto es porque seg√ļn los estudiosos, al atravesarlos la fuerza gravitatoria es tan potente que no existir√≠a posibilidad de que alg√ļn objeto pudiera evadir su atracci√≥n. Entonces, esto implica que la puerta de entrada, seg√ļn el Stephen Hawking, puede decirse que no son completamente negras ya que hace algunas d√©cadas pudo notar que emiten radiaci√≥n.

Howking sostiene que el campo gravitatorio genera una energ√≠a que determina la aparici√≥n de pares de part√≠culas en el vac√≠o circundante. Esto es lo que al parecer har√° que el viaje sea una verdadera aventura con much√≠simo peligro en el camino. Seg√ļn un astrof√≠sico de la Universidad Estatal de Ohio, Paul Sutter, los agujeros negros est√°n conectados con los agujeros blancos, a trav√©s de un Agujero De Gusano.

Esta conexi√≥n entre agujero negro, de gusano y blanco, quiere decir que para que existan los dos √ļltimos, deben pasar estrictamente por los negros. Esto es porque como se explic√≥ anteriormente, tendr√≠a una potente fuerza gravitacional y de atracci√≥n, con radiaci√≥n que no se sabe todav√≠a si los objetos o la misma luz podr√≠an escapar de √©l.

La prueba de su existencia

De ninguna forma que no sea a trav√©s de c√°lculos matem√°ticos y cient√≠ficos, se ha podido comprobar si existe alg√ļn agujero de gusano. Evidentemente se trata de un gran impedimento en cuanto a la potente radiaci√≥n que hay en su posible entrada: el agujero negro. Por esta raz√≥n no ha podido comprobarse su existencia, es un campo demasiado riesgoso del cual nadie podr√≠a salir de √©l.

De ocurrir un caso de que alguien o un objeto de investigaci√≥n pudiera pasar a trav√©s de un agujero negro y entrar al agujero de gusano, las paredes del interior del t√ļnel se acercar√≠an unas a otras, aplastando al viajero o al objeto enviado para realizar los estudios. Aunque si logra sobrevivir a este portal, solo podr√≠a llegar al otro lado en caso de que se evite la destrucci√≥n del mismo t√ļnel.

El t√ļnel del agujero de gusano, seg√ļn lo que afirman los grandes estudiosos, solamente evitar√≠a su propia destrucci√≥n con la existencia de una energ√≠a negativa. Esto es lo que lograr√≠a el impedimento de un colapso y as√≠ podr√≠a culminarse el recorrido del viajero, siendo expulsado finalmente por un agujero blanco.

¬ŅC√≥mo se clasifica un agujero de gusano?

No existe un √ļnico tipo de agujeros de gusano. De hecho, los del intrauniverso enlazan un enfoque de un universo, con otra perspectiva del mismo universo en un tiempo distinto. Un agujero de gusano deber√≠a poder vincular posiciones distantes en el universo por plegamientos espaciotemporales, de forma que consentir√≠a viajar entre ellas en un tiempo menor que el que tomar√≠a hacer el viaje a trav√©s del espacio normal.

Los agujeros de gusano que coligan un universo con otro desigual, son los del interuniverso y se denominan agujeros de gusano de Schwarzschild. Esto es lo que consiente a la especulación sobre si tales agujeros de gusano, podrían usarse para viajar de un universo a otro paralelo. Otra aplicación de un agujero de gusano, podría ser el viaje en el tiempo. En este caso, se trataría de un atajo para desplazarse de un punto espaciotemporal a otro.

Por otro lado, caracterizar los agujeros de gusano del interuniverso es más difícil. Por ejemplo, podemos imaginar un universo recién nacido conectado a su progenitor por un ombligo estrecho. Cabría considerar el ombligo como la garganta de un agujero de gusano, por la cual el espacio-tiempo está conectado.

En cuanto a la teoría de cuerdas, un agujero de gusano es visto como la conexión entre dos D-branas. Se trata del lugar donde las bocas están asociadas a las branas y conectadas por un tubo de flujo. Se cree que los agujeros de gusano son una parte de la espuma cuántica o espaciotemporal.

Otra clasificación

Además de los agujeros negros de intrauniverso e interuniverso, también existen los agujeros de gusano euclídeos, que son estudiados en física de partículas. Por otra parte, los agujeros de gusano de Lorentz, principalmente son estudiados en relatividad general y en gravedad semiclásica.

Entre los agujeros de gusano de Lorentz, destacan los agujeros de gusano atravesables, un tipo especial de agujero de gusano que permitir√≠a a un ser humano viajar de un lado al otro del agujero, seg√ļn las indagaciones y los distintos c√°lculos matem√°ticos realizados. Hasta el momento se ha teorizado sobre diferentes tipos de agujeros de gusano, principalmente como soluciones matem√°ticas a la cuesti√≥n.

Tipos de agujeros de gusano

Es indispensable mencionar al agujero de gusano de Schwarzschild, supuestamente este agujero es formado por un agujero negro de Schwarzschild, por esta raz√≥n llevan el mismo nombre. Sin embargo, este √ļltimo se considera infranqueable. Por otro lado, existe otro tipo que supuestamente fue formado por un agujero negro de Reissner-Nordstr√∂m o Kerr-Newman, resulta franqueable, pero en una sola direcci√≥n, y podr√≠a contener un agujero de gusano de Schwarzschild.

Hay que mencionar también al agujero de gusano de Lorentz, que posee masa negativa y se estima franqueable en ambas direcciones (pasado y futuro).

Agujeros de gusano de Schwarzschild

Además de llevar el nombre de agujeros de gusano de Lorentz, también son conocidos como agujeros de gusano de Schwarzschild o puentes de Einstein-Rosen. Este tipo de agujeros son nexos que unen áreas de espacio que puede ser modeladas como soluciones de vacío en las ecuaciones de campo de Einstein por unión de un modelo de agujero negro y uno de agujero blanco.

La soluci√≥n de este agujero, fue hallada por Albert Einstein y su compa√Īero Nathan Rosen, que public√≥ primero el resultado en 1935. Sin embargo, en 1962, John A. Wheeler y Robert W. Fuller publicaron un art√≠culo en el que divulgaban la demostraci√≥n de que este tipo de agujero de gusano es inestable y se desintegrar√≠a instant√°neamente tan pronto como se formase.

Mucho antes de que los problemas de estabilidad de los agujeros de gusano de Schwarzschild se hiciesen evidentes, se propuso que los cuásares podían ser agujeros blancos. De esta manera formaban las zonas terminales de los agujeros de gusano de este tipo. Sin embargo, investigaciones recientes descartan que los cuásares sean equiparables a los agujeros blancos.

Es de destacar en este punto, que los agujeros de gusano de Schwarzschild fueron los que inspiraron a Kip Thorne a imaginar el tránsito por ellos. Esto se hizo mediante la sujeción de su garganta y su apertura por medio de materia exótica. Esta materia está compuesta de masa y energía negativas.

Agujeros de gusano practicables

Esta es otra tipolog√≠a que emerge de los de Lorentz. Son los agujeros de gusano practicables, que tambi√©n son llamados atravesables por su posible comportamiento. Seg√ļn lo que indican los investigadores, estos tipos de agujeros de gusano permitir√≠an viajar, no solo de una parte del universo a otra, sino incluso de un universo completo a otro. Los agujeros de gusano conectan dos puntos del espacio-tiempo.

Dicha conexión es lo que al parecer permitiría el viaje, tanto en el espacio como en el tiempo. La teoría de la relatividad general, manifiesta la posibilidad de atravesar agujeros de gusano. Esta teoría fue demostrada por primera vez por Kip S. Thorne y su graduado Mike Morris en un artículo publicado en 1988 afirmaron la confirmación de estos importantes estudios para la ciencia e incluso para todos los terrestres.

El estudio arroj√≥ que el tipo de agujero de gusano atravesable que ellos descubrieron, se mantendr√≠a abierto por una especie de concha esf√©rica de materia ex√≥tica denominada agujero de gusano de Morris-Thorne. Posteriormente, se han descubierto otros tipos de agujeros de gusano atravesables, como uno que se mantiene abierto por cuerdas c√≥smicas. Este √ļltimo ya hab√≠a sido hipotetizado antes por Matt Visser en un art√≠culo publicado en 1989.

Plausibilidad

De los agujeros de gusano de Lorentz, se sabe que son posibles dentro de la relatividad general. Sin embargo, la posibilidad f√≠sica de estas soluciones es incierta. De hecho, se desconoce si la teor√≠a de la gravedad cu√°ntica, que se obtiene al condensar la relatividad general con la mec√°nica cu√°ntica, permitir√≠a la existencia de estos fen√≥menos. La mayor√≠a de las soluciones conocidas de la relatividad general que permiten la existencia de agujeros de gusano atravesados, requieren la existencia de materia extra√Īa.

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La materia extra√Īa es una sustancia te√≥rica que contiene energ√≠a de densidad negativa. Por otra parte, no ha sido matem√°ticamente probado que este sea un requisito absoluto para este tipo agujeros de gusano atravesados ni se ha establecido que la materia ex√≥tica no puede existir.

Conexión con otro universo paralelo

Solo se puede lograr la conexión entre dos universos paralelos, con la ayuda de los agujeros de gusano que ya se han mencionado. Sin embargo, también resalta en este aspecto el universo de Reissner-Nordströmque. Se trata de una zona definida por dos horizontes de sucesos, en el que algunas dimensiones vectoriales evaluables aportan deducción que han sido esparcidas independiente a la orientación seleccionada.

Esto es lo que puede aportar como posibilidad a la comunicación de los dos universos, gracias al vínculo del horizonte interno. Sin embargo, hipotéticamente cuando los agujeros de gusano se activan, es porque se ha accionado un portal que puede estar conectado con el hiperespacio. El principio de esto se usa para indagaciones sobre deslizamientos superlumínicos y que podrían deformar al tiempo y a la gravedad.

De esta manera, estar√≠an conect√°ndose entonces estos dos puntos o bien, dos universos an√°logos. Sin embargo, aunque pueden existir porque matem√°ticamente est√° comprobada su posibilidad, nunca se ha visto uno ni ha podido comprobarse su existencia. Por lo menos emp√≠ricamente, a√ļn no se sabe si existen agujeros de gusano.

Existencia del t√ļnel que conecta otro mundo

Solo una solución a las ecuaciones de la relatividad general, conforme a lo encontrado por L. Flamm, es lo que podría hacer posible la existencia de un agujero de gusano. De esta manera se podría conectar a alguien o a un objeto enviado, con un mundo totalmente desconocido al nuestro. Esto se haría sin el requisito de tener una materia exótica. La materia exótica, se trata de una sustancia teórica que poseería una densidad de energía negativa.

Tal materia aun no ha sido verificada. De hecho, muchos físicos, incluyendo a Stephen Hawking, consideran que a causa de las paradojas, un viaje en el tiempo a través de un agujero de gusano implicaría que existiera algo fundamental en las leyes de la física que impida tales fenómenos. Howking realiza estos análisis con su conjetura de protección cronológica.

Al parecer en el a√Īo 2005, un f√≠sico israel√≠ llamado Amos Ori, visualiz√≥ un agujero de gusano que permit√≠a viajar en el tiempo sin requerir materia ex√≥tica. Seg√ļn indica, este podr√≠a satisfacer todas las condiciones energ√©ticas.

Sin embargo, la estabilidad de esta solución también resulta ser incierta. Por esta razón, sigue sin quedar claro si se requeriría una precisión infinita para que se formase y permitiese el viaje en el tiempo. Tampoco queda lo suficientemente claro, si los efectos cuánticos protegerían la secuencia cronológica del tiempo en este caso.

Métrica de los agujeros de gusano

La métrica de los agujeros de gusano, trae consigo distintas teorías que describen la geometría del espacio-tiempo de un agujero de gusano y sirven de modelos teóricos para el viaje en el tiempo. Un tipo de métrica de agujero de gusano no atravesado es la solución de Schwarzschild.

Viajes a través del tiempo

Teóricamente, un agujero de gusano sí podría permitir viajar en el tiempo a través del espacio-tiempo. Esto podría llevarse a cabo, acelerando el extremo final de un agujero de gusano a una velocidad relativamente alta respecto de su otro extremo. La dilatación de tiempo relativista resultaría en una boca del agujero de gusano acelerada, envejeciendo más lentamente que la boca estacionaria.

Seg√ļn lo que podr√≠a ver un observador externo, podr√≠a verse de forma parecida a lo que se observa en la paradoja de los gemelos. Sin embargo, el tiempo pasa diferente a trav√©s del agujero de gusano respecto del exterior, por lo que los relojes sincronizados en cada boca permanecer√°n sincronizados para alguien viajando a trav√©s del agujero de gusano, sin importar cu√°nto se muevan las bocas.

Esto podr√≠a traer como consecuencia que cualquier cosa que entre por la boca acelerada del agujero de gusano, podr√≠a salir por la boca estacionaria en un punto temporal anterior al de su entrada si la dilataci√≥n de tiempo ha sido suficiente. Supongamos que por ejemplo, dos relojes en ambas bocas muestran el a√Īo 2000 antes de acelerar una de las bocas y, tras acelerar una de las bocas hasta velocidades cercanas a la de la luz, juntamos ambas bocas.

Luego de esto, la boca que acelera el reloj posiblemente marcar√≠a el a√Īo 2017 y en la boca estacionaria marcar√≠a el a√Īo 2013. De esta forma, un viajero que entrara por la boca acelerada en este momento saldr√≠a por la boca estacionaria cuando su reloj tambi√©n marcara el a√Īo 2013, en la misma regi√≥n del espacio pero cuatro a√Īos en el pasado.

M√°quina del tiempo

La configuración de agujeros de gusano, antes explicada, permitiría a una partícula de la línea de universo del espacio-tiempo, formar un circuito espacio-temporal cerrado, conocido como curva cerrada de tipo tiempo. El curso a través de un agujero de gusano, a través de una curva cerrada de tipo tiempo, hace que un agujero de gusano tenga características de hueco temporal.

Pr√°cticamente, se considera imposible convertir a un agujero de gusano en una ¬ęm√°quina del tiempo¬Ľ de este modo. Algunos an√°lisis usando aproximaciones semicl√°sicas que incorporan efectos cu√°nticos en la relatividad general, son los que se√Īalan que una retroalimentaci√≥n de part√≠culas virtuales circular√≠an a trav√©s del agujero de gusano. Teniendo entonces una intensidad en continuo aumento.

Esto podría destruir todo antes de que cualquier información pudiera atravesarlo, de acuerdo con lo que postula la conjetura de protección cronológica. Sin embargo también esto ha sido puesto en duda, sugiriendo que la radiación se dispersaría después de viajar a través del agujero de gusano, impidiendo así su acumulación infinita.

Anillo Romano

La descripci√≥n que se ha dado acerca del anillo romano, lo define como una configuraci√≥n formada por m√°s de un agujero de gusano. Este anillo parece permitir una l√≠nea de tiempo cerrado con agujeros de gusano estables, cuando es analizado bajo el prisma de la gravedad semicl√°sica. Por otra parte, sin una teor√≠a completa de la gravedad cu√°ntica, a√ļn no se puede saber si dicha aproximaci√≥n semicl√°sica es aplicable en este caso.

M√°s r√°pido que la velocidad de la luz

Los viajes a velocidades superiores a la de la luz, pueden determinarse a trav√©s del estudio de la relatividad especial, ya que s√≥lo tiene aplicaci√≥n localmente. No se sabe si los agujeros de gusano existen, pero de existir permitir√≠an te√≥ricamente el viaje superluminal. Este viaje es mucho m√°s r√°pido que la luz. Adem√°s, asegura que la velocidad de la luz no es excedida localmente en ning√ļn momento.

Las velocidades son subluminales, cuando se viaja a través de un agujero de gusano. Se dice que son subluminales cuando están por debajo de la velocidad de la luz. Si dos puntos están conectados por un agujero de gusano, el tiempo que se tarda en atravesarlo sería menor que el tiempo que tarda un rayo de luz en hacer el viaje por el exterior del agujero de gusano. Sin embargo, un rayo de luz viajando a través del agujero de gusano siempre alcanzaría al viajero.

Anal√≥gicamente, al rodear una monta√Īa por el costado hasta el lado opuesto a la m√°xima velocidad, puede tomar m√°s tiempo que cruzar por debajo de la monta√Īa a trav√©s de un t√ļnel a menor velocidad, ya que el recorrido es m√°s corto. Por esta raz√≥n, de forma subat√≥mica se hipotetiza la existencia de una espuma cu√°ntica o de una espuma de espacio-tiempo, avanzando con la conjetura.

Conforme a las hipótesis, hay la posibilidad de existencia de agujeros de gusano en la misma. Sin embargo, si estos existieran serían altamente inestables y solo se podrían estabilizar invirtiendo enormes cantidades de energía. Un ejemplo de cómo se podrían estabilizar los Agujeros De Gusano, es a través de aceleradores de partículas gigantescas que puedan crear un plasma de quarks-gluones.