AGUJEROS DE GUSANO Y AGUJEROS NEGROS
JOHN WHEELER PIONERO EN OBJETOS DE MATERIA EXOTICA
John Archibald Wheeler (Jacksonville, Florida, 9 de julio de 1911 - 13 de abril de 2008) fue un físico teórico estadounidense. Se doctoró en la Universidad Johns Hopkins. Hizo importantes avances en la física teórica.
Entre sus trabajos importantes está la introducción de la matriz S que es indispensable en física de partículas. Además fue uno de los pioneros en la teoría de fisión nuclear.
Uno de sus trabajos más reconocidos es su investigación en torno a los llamados agujeros negros, término que adoptó en 1967, durante una conferencia en Nueva York. Así, explicó el posible fin de las estrellas y la destructora región que dejan tras de sí los restos de éstas, cuyo poder de gravitación absorbe todo lo que se acerca a ellas.
Creó las palabras agujero de gusano (para nombrar a las entidades hipotetizadas en 1916 por Ludwig Flamm) y agujero negro (hipotetizados por Karl Schwarzschild también hacia 1916), agujero blanco, geón , espuma cuántica y geometrodinamica . También es uno de los principales difusores del principio antrópico. En el Prefacio de El principio cosmológico antrópico,1 escribía: “No es únicamente que el hombre esté adaptado al universo. El universo está adaptado al hombre. ¿Imagina un universo en el cual una u otra de las constantes físicas fundamentales sin dimensiones se alterase en un pequeño porcentaje en uno u otro sentido? En tal universo el hombre nunca hubiera existido. Este es el punto central del principio antrópico. Según este principio, en el centro de toda la maquinaria y diseño del mundo subyace un factor dador-de-vida”.
"El tiempo que me queda sobre la Tierra es limitado. Y el interrogante de la creación es tan formidable que, difícilmente puedo tener la esperanza de resolverlo en el tiempo que me queda”. Así se expresaba pocos años antes de su muerte, John Archibald Wheeler, uno de los físicos más importantes del siglo XX.
AGUJEROS DE GUSANO
El término «agujero de gusano» fue introducido por el físico teórico estadounidense John Wheeler en 1957 y proviene de la siguiente analogía, usada para explicar el fenómeno: imagine que el universo es la cáscara de una manzana, y un gusano viaja sobre su superficie. La distancia desde un lado de la manzana hasta el otro es igual a la mitad de la circunferencia de la manzana si el gusano permanece sobre la superficie de ésta. Pero si en vez de esto, cavara un agujero directamente a través de la manzana la distancia que tendría que recorrer sería considerablemente menor, recordando la afirmación que dice «la distancia más cercana entre dos puntos es una línea recta que los une a ambos».
Tipos de Agujeros de Gusano
* Los agujeros de gusano del 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.
* Los agujeros de gusano del 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. En ese caso sería 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. Se cree que los agujeros de gusano son una parte de la espuma cuántica o espaciotemporal.
Otra clasificación:
* Los agujeros de gusano Euclídeos, estudiados en física de partículas.
* Los agujeros de gusano de Lorentz, son principalmente estudiados en relatividad general y en gravedad semiclásica.
* Los agujeros de gusano atravesables son un tipo especial de agujero de gusano de Lorentz que permitiría a un humano viajar de un lado al otro del agujero.
De momento existen teóricamente diferentes tipos de agujeros de gusanos que son principalmente soluciones matemáticas a la cuestión:
* El supuestamente formado por un agujero negro de Schwarzschild, este «agujero de gusano de Schwarzschild» producido por un agujero negro de Schwarzschild se considera infranqueable;
* El agujero de gusano supuestamente formado por un agujero negro de Reissner-Nordstrøm o Kerr-Newman, resultaría franqueable pero en una sola dirección, pudiendo contener un «agujero de gusano de Schwarzschild»;
* El agujero de gusano de Lorentz posee masa negativa y se hipotetiza como franqueable en ambas direcciones (pasado/futuro).
Agujeros de gusano de Schwarzschild
Los agujeros de gusano de Lorentz, conocidos como agujeros de gusano de Schwarzschild, o puentes de Einstein-Rosen, son nexos que unen áreas de espacio que puede ser modeladas como soluciones de vacío en las ecuaciones de campo de Einstein, por unión de un modelo de un agujero negro y un modelo de un agujero blanco. Esta solución fue hallada por Albert Einstein y su colega Nathan Rosen, que publicó primero el resultado en 1935. Sin embargo, en 1962, John A. Wheeler y Robert W. Fuller publicaron un artículo demostrando que este tipo de agujero de gusano es inestable, y se desintegraría instantáneamente tan pronto como se formase.
Antes de que los problemas de estabilidad de los agujeros de gusano de Schwarzschild se hiciesen evidentes, se propuso que los quásares podían ser agujeros blancos, formando así las zonas terminales de los agujeros de gusano de este tipo, sin embargo investigaciones más recientes descartan a los quásares como equiparables a los agujeros blancos.
Mientras los agujeros de gusano de Schwarzschild no sean atravesados, su existencia inspiró a Kip Thorne a imaginar agujeros de gusano atravesados creados por la sujeción de la «garganta» de un agujero de gusano de Schwarzschild abierto con materia exótica (materia que tiene masa/energía negativa).
Agujeros de gusano practicables
Los agujeros de gusano atravesables de Lorentz permitirían viajar de una parte del Universo a otra de ese mismo Universo muy deprisa o permitirían el viaje de un Universo a otro. Los agujeros de gusano conectan dos puntos del espacio-tiempo, lo cual quiere decir que permitirían el viaje en el tiempo así como también en espacio. La posibilidad de agujeros de gusano atravesados en la relatividad general fue primero demostrada por Kip S. Thorne y su graduado Mike Morris en un artículo publicado en 1988. El tipo de agujero de gusano atravesado que ellos descubrieron, se mantenía abierto por una especie de concha esférica de materia exótica, denominado como agujero de gusano de Morris-Thorne. Posteriormente se han descubierto otros tipos de agujeros de gusano atravesados como posibles soluciones en la relatividad general, como un tipo de agujero que se mantiene abierto por cuerdas cósmicas, el cual ya fue predicho por Matt Visser en un artículo publicado en 1989.
Agujeros de Gusano y Viajes en el Tiempo
Un agujero de gusano podría permitir en teoría el viaje en el tiempo. Esto podría llevarse a cabo acelerando el extremo final de un agujero de gusano a una velocidad relativamente alta respecto de su otro extremo. La dilatación de tiempo relativista resultaría en una boca del agujero de gusano acelerada envejeciendo más lentamente que la boca estacionaria, visto por un observador externo, de forma parecida a lo que se observa en la paradoja de los gemelos. Sin embargo, el tiempo pasa diferente a través del agujero de gusano respecto del exterior, por lo que, los relojes sincronizados en cada boca permanecerán sincronizados para alguien viajando a través del agujero de gusano, sin importar cuanto se muevan las bocas. Esto quiere decir que cualquier cosa que entre por la boca acelerada del agujero de gusano podría salir por la boca estacionaria en un punto temporal anterior al de su entrada si la dilatación de tiempo ha sido suficiente.
Por ejemplo, supongamos que dos relojes en ambas bocas muestran el año 2000 antes de acelerar una de las bocas y, tras acelerar una de las bocas hasta velocidades cercanas a la de la luz, juntamos ambas bocas cuando en la boca acelerada el reloj marca el año 2010 y en la boca estacionaria marca el año 2005. De esta forma, un viajero que entrara por la boca acelerada en este momento saldría por la boca estacionaria cuando su reloj también marcara el año 2005, en la misma región del espacio pero cinco años en el pasado. Tal configuración de agujeros de gusano permitiría a una partícula de la Línea de universo del espacio-tiempo formar un circuito espacio-temporal cerrado, conocido como curva cerrada de tipo tiempo. El curso a través de un agujero de gusano a través de una curva cerrada de tipo tiempo hace que un agujero de gusano tenga caraterísticas de hueco temporal.
HOMENAJES
John Archibald Wheeler, profesor emérito de física de las universidades de Princeton y Texas (EEUU), fue homenajeado por su vida llena de aportaciones a la ciencia en la Universidad de Princeton. Entre las numerosas formas con las que han definido a Wheeler se encuentra la de un antiguo alumno que afirma que algo “importantísimo de él es que es un visionario” ya que “intenta ver mucho más allá del horizonte que la mayoría de la gente, gracias a su intuición”.
Recibió el Premio Wolf en Física en 1997.
