AGUJEROS
¿Qué es un agujero de gusano?
Una definición cualitativa de agujero de gusano lo declara como una solución matemáticamente válida de las ecuaciones de la relatividad general. Básicamente hablando, un agujero de gusano es una especie de atajo, en el espacio-tiempo que nos permite llegar a un punto lejano en el espacio, sin ningún viaje real, tan lejos. Posiblemente se pueda usar para la exploración del espacio profundo y para futuros viajes interestelares, siempre que encontremos un agujero de gusano.
UNA EXPLICACIÓN INTUITIVA DE LO QUE ES UN AGUJERO
Esta es la parte más intrigante de la pregunta. Comprender un fenómeno es quizás un gran paso. Así que aquí va
Los agujeros de gusano son atajos en la curvatura espacio-temporal.
Los agujeros de gusano en la relatividad general son soluciones matemáticamente válidas de las ecuaciones de campo de Einstein (las ecuaciones que describen la gravedad y el espacio-tiempo curvo), que conectan regiones distantes del espacio.
- ¿Por qué la singularidad en un agujero negro desafía las leyes de la física?
- ¿Por qué los planetas de Miller y Mann estaban tan iluminados a pesar de que giraban alrededor de un agujero negro?
- ¿Hay un agujero negro en nuestro sistema solar?
- ¿Es posible que el Universo sea una simulación con el tejido del espacio-tiempo como la cuadrícula y el agujero negro como un error / falla?
- Si Bob orbita un agujero negro de 2000 mil millones de masa de nuestro sol justo por encima del horizonte de eventos, y él mete su dedo en el horizonte de eventos. ¿Todavía puede salvar su dedo? ¿Qué tal la conservación del impulso y la energía en este caso?
Una forma intuitiva de entender esto es: suponga que tiene un papel, que tiene dos puntos A y B.
¿Cuál es la distancia más corta entre las líneas?
Un sentido de respuesta común daría la respuesta como la línea AB
Ahora, ¿qué pasa si digo que hay otra manera?
Sí, y si doblamos el papel, para que los puntos A y B se superpongan
Aunque esto parezca una trampa, ¡¡eso es lo que permiten nuestras matemáticas !!
Así es, nuestra comprensión actual de la Relatividad General predice soluciones matemáticamente válidas, que permiten tales trampas o atajos entre dos puntos en el espacio-tiempo. Tal atajo se denomina agujero de gusano.
PARTES DE UN AGUJERO
La imagen de arriba muestra varias partes de un agujero de gusano
1. La apertura o boca de un agujero de gusano.
2. El “túnel” o barriga del agujero de gusano.
Este “túnel”, no es solo un túnel normal, sino un atajo intrínseco, a través de un hiperespacio multidimensional. Sin embargo, aquí hay una trampa: esta barriga del agujero de gusano es increíblemente inestable y se derrumba, incluso si se forma. Sin embargo, se puede estabilizar con energía negativa, un tipo de materia exótica, que se predice teóricamente, pero que nunca se ha detectado.
FORMA DE UN AGUJERO
El límite de un agujero de gusano puede tener cualquier forma. No tiene que ser una esfera, como se muestra en la mayoría de los diagramas. Puede tener cualquier forma arbitraria de cualquier forma 2D o 3D.
La única restricción aquí es la forma de la apertura / salida, o la boca del agujero de gusano, porque ambos lados de un agujero de gusano son de hecho la misma cosa. Solo que existe simultáneamente en dos lugares separados en el universo / universos múltiples.
La Relatividad General de Einstein considera el espacio-tiempo como una característica topológica plana y en gran parte simple en ausencia de cualquier masa. Sin embargo, sabemos que el espacio no está vacío. De vez en cuando, surgen pares virtuales de partículas-antipartículas, siempre que se aniquilen entre sí bastante pronto, lo que hace que la forma del espacio-tiempo sea en gran medida desigual. A niveles ultramicroscópicos, se predice que el espacio ya no es solo una tela uniforme, es una espuma cuántica, con enormes irregularidades en su superficie. Esta espuma cuántica no es solitaria, sino que está repleta de actividad de aniquilaciones de antimateria de materia regular. Para más información, lea mi respuesta a ¿Podría el espacio ser una entidad dinámica?
La mecánica cuántica predice que pueden surgir pequeños agujeros de gusano en esta espuma cuántica espacio-temporal, lo que lleva a pequeños agujeros de gusano. Este agujero de gusano podría existir, siempre que se inyecte una cantidad suficiente de materia exótica para estabilizarlo. Sin embargo, estos agujeros de gusano microscópicos no son muy útiles ahora, pero si pudieran haberse formado en las primeras etapas del universo, pueden servir como portales interestelares potenciales, como se discute a continuación.
AHORA LLEGA LA REALIDAD: ¿EXISTEN LOS AGUJEROS?
Los agujeros de gusano nunca se han observado en la realidad y, por lo tanto, todavía son un concepto teórico. Los agujeros de gusano se consideran altamente inestables e incluso si fuera posible crear uno, se cerraría casi al instante. Se cree que un tipo especial de materia llamada materia exótica (que tiene masa negativa) podría usarse para estabilizar un agujero de gusano, pero no se ha encontrado evidencia que sugiera la existencia de materia con tales propiedades.
En el nivel cuántico de descripción, se postula que el espacio-tiempo existe como una “espuma cuántica”. En esta espuma cuántica podría haber agujeros de gusano microscópicos o virtuales. Si, de alguna manera, pudiéramos inyectar “materia exótica” en un agujero de gusano microscópico, podría permitir que un agujero de gusano microscópico se inflara a dimensiones macroscópicas. Esto no violaría la invariancia topológica del espacio-tiempo.
También se postula que los agujeros de gusano podrían haberse creado como resultado del Big Bang. Un agujero de gusano microscópico creado durante el Big Bang, podría haber sobrevivido, debido a una cadena de energía negativa, y podría haberse inflado a tamaños observables, debido a la inflación cósmica.
VEREDICTO FINAL
El veredicto final es que ahora no estamos tan seguros de si llamarlo huelga o no. Nuestra comprensión actual de la física del universo, guiada por la Relatividad General, predice agujeros de gusano, pero también tiene sus inconvenientes. La relatividad general se descompone en casos exóticos como el horizonte de eventos de un agujero negro.
Nuestra comprensión del universo en esta línea es bastante joven, y probablemente una nueva teoría de la gravedad cuántica podría abrir nuevas fronteras.
Gracias 🙂
Para leer más, recomiendo mis siguientes publicaciones
¿A dónde van los objetos en un agujero negro?
¿Están relacionados el tiempo y la gravedad? Si es así, ¿cómo?