Todos, o casi todos, hemos oído hablar alguna vez de los agujeros de gusano. En teoría, el Universo está lleno de ellos. Los agujeros de gusano conectarían regiones remotas del Universo, o incluso unos universos con otros, como una auténtica red de túneles a través del espacio-tiempo que podrían atravesarse de forma casi instantánea. ¿Quién quiere viajar durante decenas de miles de años por el espacio para visitar una estrella cercana cuando podría hacerlo en segundos simplemente con atravesar un agujero de gusano?

Lo malo, y aunque la teoría permite la existencia de tales objetos, nadie hasta ahora ha sido capaz de encontrar uno. A pesar de ello, los muchos investigadores que se dedican a buscarlos conocen ya muchas de sus características. Es casi como si tuviéramos los planos parciales de una casa que sabemos, o creemos que existe, pero de la que no tenemos ni idea de dónde está.

En un excelente artículo recién publicado en la revista Live Science, el astrofísico Paul Sutter, de la Universidad estatal de Ohio, explica que aunque la idea de los agujeros de gusano es más que sugerente, “existe una pequeña dificultad técnica. Los agujeros de gusano, que son curvaturas del espacio-tiempo tan extremas que forman túneles de acceso directo, son también catastróficamente inestables. De forma que en cuanto se enviara un solo fotón a través del agujero, éste se colapsaría a una velocidad mayor que la de la luz”.

Sin embargo, en un recientísimo trabajo publicado en arXiv el pasado 29 de Julio, un equipo de científicos afirma haber encontrado la forma de construir un agujero de gusano mucho más estable, uno que también terminaría por colapsar, aunque con la lentitud suficiente para permitir el envío de mensajes y, potencialmente, incluso de todo tipo de objetos. En su artículo, los investigadores proporcionan las instrucciones, paso a paso, para construir uno de tales agujeros. Los “ingredientes” son los siguientes: dos agujeros negros y unas cuerdas cósmicas infinitamente largas.

En principio, según explica Sutter en Live Science, “construir un agujero de gusano resulta bastante sencillo. Según la teoría de la Relatividad de Einstein, la masa y la energía deforman el tejido espaciotemporal. Y una determinada y muy especial configuración de materia y energía permitiría la formación de un túnel, un atajo entre dos partes del Universo que de otro modo estarían muy distantes”.

Sin embargo, como se ha dicho, esos agujeros de gusano serían enormemente inestables. Bastaría con que un único fotón pasara a través de ellos para desencadenar una rápidísima cadena de acontecimientos catastróficos que destruirían el agujero. “Sin embargo -prosigue el astrofísico- una buena dosis de masa negativa, materia pero con un peso opuesto, podría contrarrestar los efectos desestabilizadores de la materia regular que intenta atravesar el agujero de gusano, haciéndolo transitable. Pero como resulta que la materia con masa negativa no existe, está claro que necesitamos otro plan”.

Otra posibilidad, en efecto, sería conectar un agujero negro (una región de espacio de la que nada puede escapar) a un agujero blanco (una región de espacio en la que nada puede entrar) Esas serían la “entrada” y la “salida” del agujero de gusano y, en teoría, sería posible atravesar un túnel de esas características. Lo malo es que nadie ha demostrado todavía que existan los agujeros blancos, lo que complica aún más las cosas.

“Afortunadamente -continúa Sutter- algunas matemáticas inteligentes revelan una posible solución: un agujero negro cargado. Los agujeros negros pueden llevar una carga eléctrica, (…) y el interior de un agujero negro cargado es un lugar bastante extraño, donde la singularidad (que normalmente es el punto central de un agujero negro) aparece estirada y distorsionada, lo que le permitiría formar un puente hacia otro agujero negro con carga opuesta. Y voilá, tenemos un agujero de gusano usando solo cosas que realmente pueden existir”.

Un par de problemas

Sin embargo, este agujero de gusano entre agujeros negros cargados tiene dos problemas. El primero, que todavía sería inestable, y si algo o alguien tratara realmente de usarlo, acabaría destrozado sin remedio. El segundo es que los dos agujeros negros con cargas opuestas se atraerían entre sí, tanto a través de las fuerzas gravitacionales como de las eléctricas, y si se unen, tendremos un solo agujero negro grande, con carga neutra y absolutamente inútil para nuestros propósitos.

“Por lo tanto -explica Sutter- para que todo funcione debemos asegurarnos de que los dos agujeros negros cargados se mantengan alejados uno del otro, y asegurarnos también de que el túnel entre ambos, el agujero de gusano, pueda mantenerse abierto. Una posible solución son las cuerdas cósmicas”.

Se buscan cuerdas cósmicas

En teoría, las cuerdas cósmicas son “defectos” en la estructura del Universo, algo así como las grietas que se forman cuando el hielo se congela. Estos remanentes cósmicos se formaron durante las primeras fracciones de segundo tras el Big Bang. Son objetos realmente exóticos, no más anchos que un protón pero una simple brizna sería más larga que el Everest. “No querrás encontrarte nunca con una -bromea el astrofísico- ya que te cortarían por la mitad como un sable de luz cósmico, aunque no hay que preocuparse mucho porque ni siquiera estamos seguros de que existan, y nunca hemos visto una ahí fuera, en el Universo. Aunque no hay razón alguna para que no puedan existir”.

Lo cierto es que las cuerdas cósmicas tienen otra propiedad muy útil cuando se trata de agujeros de gusano: su enorme tensión. De modo que si se “enhebra” un agujero de gusano con una cuerda cósmica, y se permite que la cuerda pase a lo largo de los bordes exteriores de los agujeros negros que hay en sus extremos, y se estira la cuerda desde cada extremo hasta el infinito, entonces la tensión de la propia cuerda evitaría que los agujeros negros cargados terminen juntándose. “Esencialmente -concluye Sutter- los extremos distantes de la cuerda cósmica actúan como dos equipos opuestos de tira y afloja, reteniendo a los agujeros negros”.

De esta forma ya tendríamos un agujero de gusano abierto entre dos agujeros negros. Pero falta aún evitar que se colapse al utilizarlo. Según Sutter, eso se puede solucionar enhebrando otra cuerda cósmica en el agujero de gusano, pero esta vez lanzándola también, formando bucles, a través del espacio “normal” que separa los dos agujeros negros.

“Cuando las cuerdas cósmicas se cierran en bucles -dice Sutter- se mueven mucho. Esas vibraciones agitan la estructura misma del espacio-tiempo a su alrededor, y cuando se ajustan a la perfección, las vibraciones pueden hacer que la energía del espacio circundante se vuelva negativa, actuando efectivamente como si se tratara de masa negativa dentro del agujero de gusano y manteniéndolo estable”.

Parece complejo, pero en el artículo de ArXiv, los investigadores, todos ellos físicos teóricos, dan las instrucciones precisas, paso a paso, para construir de esta forma un agujero de gusano. Y aunque la solución no es perfecta, ya que al final las vibraciones de las cuerdas cósmicas provocarían que se colapsara igualmente, ese colapso sería mucho más lento, permitiendo enviar mensajes, u objetos, a través del agujero durante un cierto tiempo. Claro que para eso, concluye Sutter, “primero necesitamos encontrar cuerdas cósmicas”.

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