Un equipo de físicos ha presentado un modelo teórico, en el marco del cual son posibles dos agujeros negros con horizontes identificados, es decir, el paso de un agujero de gusano. Tal túnel en el espacio-tiempo puede ocurrir hipotéticamente de forma independiente, pero la probabilidad disminuye con un aumento en los cuellos y las distancias entre las entradas. El trabajo fue publicado en Quantum Gravity.

La teoría general de la relatividad predice la existencia de agujeros negros, objetos con extrema gravedad, que contienen una singularidad en el centro, que no permite que ningún cuerpo abandone su vecindad.

Así mismo, los físicos teóricos han propuesto durante mucho tiempo la idea de la existencia de agujeros de gusano. Tales objetos pueden parecer agujeros negros para el observador externo, pero dentro de ellos no hay una singularidad, sino una curvatura de espacio topológicamente no trivial.

Objetos posibles (al menos en teoría)

En la física clásica es imposible que existan agujeros de gusano transitables. Esta es una consecuencia del principio de censura topológica, que establece que si la condición isotrópica de dominación energética (NEC) es verdadera, cualquier curva causal que comience y termine en el infinito puede reducirse a trivial.

La condición de dominación de energía isotrópica establece que el tensor energía-momento satisface la relación Tabkakb ≥ 0, donde k denota cualquier luz como vector. En relación con nuestro Universo en expansión, NEC significa que la densidad de energía disminuye con el tiempo. Durante mucho tiempo, se creyó que las teorías con violación de NEC inevitablemente contienen inestabilidades inaceptables y no pueden ser consistentes.

Sin embargo, los teóricos ya han demostrado que la consideración del problema en el contexto de la teoría cuántica de campos puede llevar a conclusiones diferentes. En particular, debido a sus efectos, puede surgir una situación a corto plazo que puede describirse eficazmente utilizando materia con una densidad de energía negativa. Una sustancia con tales propiedades puede violar NEC sin causar problemas teóricos irresolubles.

El trabajo

Ahora, físicos teóricos de EE.UU. y Gran Bretaña, dirigidos por Diandian Wang de la Universidad de California en Santa Bárbara, describieron un posible mecanismo para la aparición de agujeros de gusano transitables, cuya existencia está respaldada por los efectos de la teoría cuántica de campos.

Los científicos ya han considerado la posibilidad teórica de la existencia de tales objetos, pero el nuevo trabajo describe un esquema por el cual podrían surgir. Anteriormente se creía que en dicho proceso de túnel cuántico, aparecerían gargantas que se alejaban a gran velocidad, y la permeabilidad de un agujero de gusano se vuelve cada vez menos probable con una gran distancia entre las entradas. Sin embargo, Wang y sus colegas mostraron que es posible una situación diferente.

Los autores consideran una ruptura de la cadena espacial que resulta en un par de partículas puntuales. Muestran que es posible la existencia de una métrica de fondo de espacio-tiempo en la que las partículas aparecen a una distancia finita y al mismo tiempo poseen aceleraciones relativas arbitrariamente pequeñas. Según los autores, el túnel emergente puede ser estable durante mucho tiempo: incluso comparables con la edad actual del Universo.

Cabe señalar que, por simplicidad, los físicos consideraron la aparición de partículas, en lugar de agujeros negros con horizontes identificados, aunque según ellos la sustitución de objetos no debería conducir a cambios significativos lejos de los horizontes.

Otra circunstancia es que las condiciones adecuadas para la aparición de agujeros de gusano se encontraron solo en versiones específicas de la métrica de fondo, todas las cuales están cerca del espacio anti de Sitter, que tiene una curvatura negativa en todas partes, algo que no corresponde al Universo que nos rodea.

Aunque aun no se prueba la existencia de los agujeros de gusano, no cesan de aparecer estudios sobre su posibilidad. En octubre del año pasado un científico ruso describió la forma de estos hipotéticos objetos del universo.

Fuente: nmas1.org