Agujeros de gusano explicados — Rompiendo el espacio-tiempo | Kurzgesagt

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Transcripción

Si vieras un agujero de gusano en la realidad, se vería redondo, esférico, un poco como un agujero negro

La luz del otro lado pasa a través del agujero y te ofrece una ventana hacia un lugar muy lejano

Una vez que se atraviesa, el otro lado entra en contacto contigo

mientras tu hogar pasa al otro lado de esa ventana esférica resplandeciente

Pero, ¿son reales los agujeros de gusano o son solo magia disfrazada como física y matemáticas?

En caso de ser reales, ¿cómo funcionan o dónde podemos encontrarlos?

Durante la mayor parte de la historia humana pensamos que el espacio era bastante simple

Un escenario plano en donde los eventos universales se desenvolvían

Incluso si quitas el conjunto de planetas y estrellas, aún sigue quedando algo

Ese escenario vacío es el espacio, el cual existe

invariable y eterno

La teoría de la relatividad de Einstein cambió eso

Dice que el espacio y el tiempo conforman ese escenario en conjunto

y que además no son iguales en todos lados

Las cosas que están sobre el escenario pueden afectar al mismo, estirándolo y torciéndolo

Si el antiguo escenario era como madera inmóvil,

el escenario planteado por Einstein se parece más a un colchón de agua

Esta especie de espacio elástico se puede doblar

y quizá hasta despegar y volver a pegar,

lo que hace posible a los agujeros de gusano

Veamos cómo se visualizaría esto en 2D

Nuestro universo es como una hoja plana enorme

Doblado de la manera correcta

los agujeros negros podría conectar puntos muy, pero muy distantes mediante una especie de puente corto

que podrías cruzar casi instantáneamente

permitiéndote viajar por el universo, incluso más rápido que la velocidad de la luz

Entonces, ¿dónde podemos encontrar un agujero de gusano?

Por ahora, sólo sobre el papel

La relatividad general dice que podrían ser posibles, pero eso no significa que tengan que existir

La relatividad general es una teoría matemática

Es un conjunto de ecuaciones que tiene muchas respuestas posibles

Pero no todas las matemáticas describen a la realidad

Pero son teóricamente posibles y existen distintos tipos

[Puentes de Einstein-Rosen]

El primer tipo de agujeros de gusano en ser teorizado fue el de los puentes Einstein-Rosen

Estos describen a cada agujero negro como una especie de portal hacia un universo paralelo infinito

Intentemos visualizarlos en 2D de nuevo

El espacio-tiempo vacío es plano

pero a la vez curvado por los objetos que están sobre el mismo

Si comprimimos un objeto, dicho espacio-tiempo se curva cada vez más alrededor del objeto

Eventualmente, el espacio-tiempo se deforma tanto que no tiene más remedio que colapsar en forma de agujero negro

Una barrera de una sola vía conforma el horizonte de eventos,

en el cual cualquier cosa puede entrar, pero ninguna puede escapar

atrapada por siempre en la singularidad que se encuentra en su núcleo

Pero quizá no haya ninguna singularidad aquí

Una posibilidad es que el otro lado del horizonte de eventos se vea como nuestro universo también

Pero reflejadas al revés, en donde el tiempo corre hacia atrás

En nuestro universo, las cosas caen dentro del agujero negro

En el universo paralelo con el tiempo al revés,

el agujero negro espejo escupe cosas hacia afuera, un poco como un Big Bang

A esto se le llama un agujero blanco

Desafortunadamente, los Puentes Einstein-Rose no se pueden cruzar en la realidad

Cruzar hacia el universo opuesto toma una cantidad infinita de tiempo

y además los mismos se cortan y cierran en el medio

Si pasas por un agujero negro, no serás lo que salga del otro lado del agujero blanco

Solo morirás

Entonces, para viajar por el cosmos en un instante, los humanos necesitan otro tipo de agujero de gusano

Un agujero de gusano transitable

[MUY ANTIGUA TEORÍA DE CUERDAS AGUJEROS DE GUSANO]

Si la teoría de cuerdas, o alguna de sus variaciones, prueba ser la descripción correcta de nuestro universo

entonces podríamos tener suerte ya que nuestro universo podría ya contar con una maraña de infinitos agujeros de gusano

Poco después del Big Bang, las fluctuaciones cuánticas en el universo, en las escalas más pequeñas,

mucho, pero mucho menores que un átomo, podrían haber creado muchísimos

agujeros de gusano transitables

A través de estos se encuentran enhebradas unas cuerdas, llamadas cuerdas cósmicas

En la primera billonésima de una trillonésima de segundo después del Big Bang

los extremos de estos diminutos agujeros de gusanos fueron separados a años-luz de distancia

Dispersándose por el universo

Si los agujeros de gusano fueron creados en el universo temprano,

ya sea mediante cuerdas cósmica o de alguna otra manera,

puede que estén en todas partes, tan solo esperando a ser descubiertos

Uno de ellos podría estar incluso más cerca de lo que pensamos

Desde afuera, los agujeros negros y de gusano se ven muy parecidos

Llevando a algunos físicos a sugerir que los agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias

son en realidad agujeros de gusano

Sería muy difícil ir al centro de la Vía Láctea para averiguarlo, pero está bien

Podría haber una manera igual y extremadamente difícil de acceder a un agujero de gusano

Podríamos intentar crear uno

[Agujeros de gusano artificiales]

Para ser transitables y útiles, queremos que los agujeros de gusano tengan ciertas propiedades

Primero: obviamente deben conectarnos con partes distantes del espacio-tiempo

Como tu habitación con el baño

O la Tierra y Júpiter

Segundo: no deberían tener ningún horizonte de eventos

El cual pudiese bloquear el viaje bidireccional

Tercero: deberían ser suficientemente grandes

como para que las fuerzas gravitatorias no maten a los viajeros humanos

El mayor problema que tenemos que resolver es cómo mantener abiertos nuestros agujeros de gusano

Sin importar cómo creemos a los agujeros de gusano, la gravedad intentará cerrarlos

La gravedad desea cerrarlos y cortar el puente, dejando solo agujeros negros en los extremos

Ya sea un agujero de gusano transitable con ambos extremos y el nuestro,

o un agujero de gusano hacia otro universo

La gravedad intentará cerrarlo a menos que tengamos algo que lo mantenga abierto

Para los agujeros de gusano antiguos de la teoría de cuerdas, ese sería el trabajo de las cuerdas cósmicas

Para los agujeros de gusano artificiales, necesitamos un nuevo ingrediente:

la materia exótica

Esta no se parece a nada de lo que encontremos aquí en la Tierra, ni siquiera a la antimateria

Es algo completamente nuevo, distinto y emocionante,

con propiedades alucinantes como nada que hayamos visto antes

La materia exótica es algo que tiene masa negativa

La masa positiva, como las personas, los planetas y todo lo demás en el universo,

es atractiva, debido a la gravedad

Pero la masa negativa sería repulsiva, te repelería

Esto crea una especie de antigravedad que mantendría abiertos nuestros agujeros de gusano

Y la materia exótica debe ejercer una presión enorme para mantener abierto el espacio-tiempo,

mayor incluso que la presión en los centros de las estrellas de neutrones

Con la materia exótica, podríamos modificar el espacio-tiempo como mejor nos convenga

Podríamos tener incluso un candidato para esta materia exótica: el vacío del espacio mismo

Las fluctuaciones cuánticas del espacio vacío constantemente están creando pares de partículas y antipartículas,

solo para ser aniquiladas un instante después

El vacío del espacio hierve con estos pares

y ya podemos manipularlos para producir un efecto similar al de la masa negativa que estamos buscando

Podríamos usar esto para estabilizar nuestros agujeros de gusano

Una vez que los mantengamos abiertos, los extremos quedarían juntos

por lo que tendríamos que moverlos a lugares interesantes

Podríamos comenzar cableando el Sistema Solar,

dejando un extremo de cada agujero de gusano en órbita alrededor de la Tierra

Podríamos lanzar otros hacia el espacio profundo

La Tierra podría ser el núcleo de una vasta civilización humana interestelar desplegada a lo largo de años-luz,

pero a tan solo un agujero de gusano de distancia

Sin embargo, los agujeros de gusano tienen un lado oscuro

Abrir aunque sea un solo agujero de gusano, puede romper el universo de maneras fundamentales,

con el potencial de crear paradojas de viaje en el tiempo

y violando la estructura causal del universo

Muchos científicos creen que esto no solo significa que deberían ser imposibles de crear

sino también que deberían ser imposibles de existir en última instancia

Así que, por ahora, solo sabemos que los agujeros de gusano existen en nuestros corazones

y sobre el papel, en forma de ecuaciones

Sabemos que quieres saber más acerca de esas cosas del universo

por lo que estamos probando algo nuevo

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