Los agujeros de gusano, capaces de unir instantáneamente dos regiones distantes del universo y de posibilitar los viajes en el tiempo, estarían escondidos detrás de los agujeros negros y podemos reconocerlos porque la luz que emiten es única. Incluso puede que nos hayamos topado con alguno de ellos sin darnos cuenta.
Un agujero de gusano, con el que los físicos vienen especulando desde que Ludwig Flamm lo describiera por primera vez en 1916, consiste en una supuesta característica del espacio-tiempo, según la cual existiría en el universo una especie de pasadizo secreto para recorrer en un instante enormes distancias espaciales e incluso viajar a través del tiempo.
Su existencia se presupone como parte de las ecuaciones descritas en la Relatividad General, pero hasta la fecha no se ha logrado ninguna evidencia experimental de su existencia.
Se le ha llamado así porque se compara con el trayecto que recorre un gusano en el interior de una manzana: puede ir de un extremo a otro por el interior, evitando un recorrido más largo a través de la superficie. Lo mismo podría ocurrir en el espacio-tiempo con un agujero de gusano.
¡Se pueden transitar!
En los años 30 del siglo pasado, Albert Einstein y Nathan Rosen tomaron el concepto de Flamm y lo desarrollaron aún más: propusieron que los agujeros de gusano podrían representar algún tipo de puente entre los agujeros negros y los agujeros blancos, las contrapartes hipotéticas de los agujeros negros.
Mucho más tarde, en 1988, la teoría de los agujeros de gusano tomó nuevo impulso con un artículo publicado en American Journal of Physics por Michael S. Morris y Kip S. Thorne (Premio Nobel de Física en 2017), en el que ambos describían, por primera vez, agujeros de gusano que podrían ser atravesados por seres humanos. Esta propuesta propició películas como “Contacto” (1997), basada en una novela del mismo nombre que había sido publicada por Carl Sagan en 1985: trata de un viaje en el tiempo a través de un agujero de gusano transitable.
Escondidos en agujeros negros
Ahora, una nueva investigación desarrollada en la Universidad de Sofía, en Bulgaria, establece que los agujeros de gusano podrían estar escondidos detrás de algunos agujeros negros. Incluso ha desarrollado un método que podría ayudar a los científicos a reconocerlos y hacerlos salir de su escondite.
Petya Nedkova y sus colegas consideran que es posible reconocerlos comparando los espectros de luz polarizada que emanan, tanto de un agujero de gusano como de un agujero negro.
Añaden que, en teoría, la materia que gira alrededor de un agujero negro estático debería comportarse de manera diferente que si orbitara a un agujero de gusano.
Luces diferentes
Explican al respecto que las partículas que se acercan demasiado al borde de un agujero negro quedan atrapadas en su vórtice y generan fuertes campos electromagnéticos.
Esas partículas de materia polarizan la luz que emana de la materia caliente contenida en el interior del agujero negro, y dejan tras de sí una firma clara en esa polarización de la luz.
Pero, si en vez de orbitar a un agujero negro, las partículas de materia sobrevolaran un agujero de gusano, la firma que dejarían en esa órbita sería diferente a la dejada sobre un agujero negro. Bastaría una observación minuciosa para apreciar la diferencia.
Experimento hipotético
Para confirmar esta suposición, Nedkova y sus colegas estudiaron un hipotético agujero de gusano estático y transitable (como lo definió Thorne), que no evoluciona ni gira. Publican sus resultados en la revista Physical Review D.
Tal como explica al respecto la revista Physics, estos investigadores simularon la luz emitida directamente por el entorno que rodea al vórtice de este hipotético agujero de gusano, analizando su polarización.
Al comparar la imagen directa del agujero de gusano con una que muestra la luz polarizada emitida por el entorno que rodea un agujero negro estático, el equipo descubrió que sus imágenes eran casi idénticas, pero con una diferencia de intensidad y dirección de polarización de menos del 4%.
Pero los investigadores descubrieron algo más: las imágenes indirectas obtenidas en ambos casos eran mucho más diferentes. Las intensidades de polarización de los agujeros de gusano también fueron un orden de magnitud mayor que las de las imágenes indirectas de los agujeros negros.
Hay que seguir investigando
Aunque esta constatación deja una pista clara para diferenciar un agujero de gusano de un agujero negro, Nedkova dice que planea buscar otras señales que puedan ayudar a distinguir mejor los agujeros negros de los agujeros de gusano, y alcanzar así un nivel de precisión que los telescopios actuales no pueden conseguir.
Los investigadores suponen también que, como los agujeros negros y los agujeros de gusano se pueden distinguir entre sí, es posible que nos hayamos topado con ellos sin que los hayamos identificado como tales. El nuevo modelo podría ayudarnos a reconocerlos en el futuro, concluyen.
Está surgiendo así un nuevo puente, no entre un agujero negro y otro blanco, sino entre el conocimiento humano y la posibilidad de penetrar en los misterios de esta característica del espacio-tiempo.
Es un sueño que llevamos persiguiendo desde hace mucho tiempo porque puede revolucionar, no solo lo que sabemos del universo, sino también la tecnología de los futuros viajes espaciales y tal vez abrir la puerta a los viajes a través del tiempo.
Referencia
Polarized image of equatorial emission in horizonless spacetimes: Traversable wormholes. Valentin Deliyski et al. Phys. Rev. D 106, 104024 –10 November 2022. DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevD.106.104024
