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Los viajes en el tiempo y los agujeros de gusano

Extra | http://casa.colorado.edu/~ajsh/schwwbig_gif.html
by

David Pérez

on 12 December 2013

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Transcript of Los viajes en el tiempo y los agujeros de gusano

Los agujeros de gusano y los viajes en el tiempo
Pero hay trampa: el túnel se ve afectado por la supergravedad (teoría de cambios que combina el principio de supersimetría y relatividad general), lo que hace que colapse nada más se abra.
Un agujero de gusano es un túnel que conecta dos puntos del espacio-tiempo, o dos Universos paralelos. Nunca se ha visto uno y no está demostrado que existan, aunque matemáticamente son posibles.

Se les llama así porque se asemejan a un gusano que atraviesa una manzana por dentro para llegar al otro extremo, en vez de recorrerla por fuera.

Así, los agujeros de gusano son atajos en el tejido del espacio-tiempo. Permiten unir dos puntos muy distantes y llegar más rápidamente que si se atravesara el Universo a la velocidad de la luz.


¿Que es un agujero de gusano?
Einstein y Rosen plantearon esta teoría al estudiar lo que ocurría en el interior de un agujero negro. Por eso se llaman también Puente de Einstein-Rosen.

Existen dos clases de agujeros de gusano:


Intra-universo
Conectan una posición de un universo con otra posición del mismo universo en un tiempo diferente.
Un agujero de gusano debería poder conectar posiciones distantes en el universo por plegamientos espaciotemporales, permitiendo viajar entre ellas en menor tiempo del que tomaría hacer el viaje a través de espacio normal.
Inter-universo
Asocian un universo con otro diferente y son denominados
agujeros de gusano de Schwarzschild
.
Esto nos permite especular 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, siendo un atajo para desplazarse de un punto espaciotemporal a otro diferente.
En la teoría de cuerdas un agujero de gusano es visualizado como la conexión entre dos D-branas, donde las bocas están asociadas a las branas y conectadas por un tubo de flujo.
Los agujeros de gusano y los viajes en el tiempo
Si se demuestra que los agujeros de gusano existen, se podría idear una forma de viajar al pasado a través de uno de ellos.

Por ejemplo, los físicos saben que el viaje al futuro es una realidad incontrovertible, según la teoría de Einstein. Incluso han logrado enviar pequeñas partículas (llamadas muons, parecidas a los electrones) hacia el futuro a través de la manipulación del campo gravitatorio en torno suyo. Sin embargo, enviar a un ser humano o una nave espacial es una cuestión más complicada. Y por otro lado, el viaje al pasado presenta problemas diferentes.

Según el astrofísico Eric W. Davis del Instituto Internacional de Estudios Avanzados de Austin (EartTech), uno puede ir al futuro o al pasado utilizando agujeros de gusano, pero hay varios problemas que se necesitarían solucionar antes de poder poner en práctica la teoría.

Existen hasta 11 teorías de viaje en el tiempo generalmente aceptadas, pero en esta ocasión nos detendremos en sólo una:
The Wormhole Theory
, en la que han estado trabajando científicos de fama internacional como Stephen Hawking
Según nuestra definición de agujero de gusano, tenemos dos agujeros conectados por un túnel. El tiempo que se tarda en pasar por ese túnel es cero, sin importar la distancia que exista entre las dos entradas
Formalizar esta idea conduce a definiciones como la siguiente, tomada del Lorentzian Wormholes de Matt Visser:

Si un espacio-tiempo de Lorentz contiene una región compacta Ω y si la topología de Ω es de la forma Ω ~ R x ∑, donde ∑ es una 3-variedad de topología no trivial, cuya frontera tiene topología de la forma d∑ ~ S², y si además las hipersuperficies ∑ son de tipo espacial, entonces, la región Ω contiene un agujero de gusano intra-universal cuasipermanente.

Caracterizar agujeros de gusano del inter-universo es más difícil. Por ejemplo, podemos imaginar un universo «recién nacido» conectado a su «universo 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.
Ahí es donde necesitamos algo para contrarrestar el efecto de la gravedad:
la materia exótica o antimateria
, una sustancia con masa negativa capaz de repeler la gravedad.

Es como si cerráramos el puño e intentáramos hacer pasar algo por el: necesitamos una fuerza dentro que oponga la fuerza que estamos haciendo con la mano y permita pasar al objeto.
Por un momento, imaginemos que conseguimos hacer estable un agujero de gusano con la inyección de antimateria en el. Y, por ejemplo, digamos que tenemos una entrada de un agujero en Madrid que tiene su salida en Tokyo. Ahora imaginemos que el agujero situado en Tokyo llega hasta el final del universo a una velocidad casi igual a la de la luz, para al llegar volver inmediatamente a Tokyo.

Según la teoría de la relatividad de Einstein, el tiempo pasa más despacio para los objetos que viajan a la velocidad de la luz, lo que haría que el agujero en Tokyo estaría "atrasado" respecto al que está en Madrid. Y, con estas condiciones, podrías entrar al agujero desde Madrid y llegar a Tokyo varios años atrás. Sin embargo, esto no sería un viaje verdadero en el tiempo, sino que serían las consecuencias del llamado Efecto Urashima.

Lo importante es la parte en la que volvemos de Tokyo a Madrid a través del mismo agujero. Al hacer esto, el tiempo de tránsito se vuelve 0, y regresarías a Madrid varios años antes de cuando entraste en el. Viaje en el tiempo completado.
Los requisitos para la teoría de los agujeros de gusano son más simples que los que establecen el resto de teorías:

El agujero de gusano en sí
La energía requerida para mover un agujero de gusano al fin del universo y su vuelta
Antimateria o materia exótica

Sin embargo, para cumplir con los requisitos necesitamos resolver los siguientes problemas antes:

Nunca se ha visto un agujero de gusano en el universo
La energía requerida para el proceso es gigantesca
El uso de antimateria para estabilizar el agujero
El supuesto tamaño del agujero de gusano no permitiría el paso de un ser humano, ni mucho menos el de una supuesta nave espacial
Interpretación artística de un agujero de gusano como debiera ser visto por un observador que estuviera atravesando el horizonte de sucesos de un agujero de gusano de Shwarzschild.
Imagen de un agujero de gusano practicable (que se puede atravesar) que conectaría el área frente al instituto de física de la Universidad de Tubinga con las dunas cerca de Boulogne sur Mer en el norte de Francia. La imagen ha sido recreada mediante un software de trazado de rayos en 4D en una métrica de Morris-Thorne, aunque los efectos gravitatorios sobre la longitud de onda no se han simulado.
Los agujeros de gusano actualmente son algo puramente teórico, pero que prometen muchísimo en el futuro si son descubiertos. Podemos aprovecharlos para los mencionados viajes en el tiempo o viajes a través de universos si la teoría del Multiverso se desvela como la correcta, ya que estos conectarían unos universos con otros.

El caso es que ahora mismo carecemos de la tecnología para siquiera poder llegar hasta ellos, así que habrá que esperar a que esta avance para poder ver algo más que la parte de potencial que ahora mismo nosotros podemos ver. Además, ¿a quien no le gustaría viajar en el tiempo o la idea de la existencia de infinitos universos a los que poder viajar?
Agujeros de gusano podrían permitir realizar viajes en el tiempo | pijamasurf
Agujeros de gusano | National Geographic España
Wormhole | Wikipedia, the free encyclopedia
White Holes and Wormholes | Center for Astrophysics and Space Astronomy, University of Colorado
Time-travel theories | Steins;Gate Wiki
David Pérez
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