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04-May-2004


Agujeros de gusano o puente de Einstein-Rosen

También conocido como el puente de Einstein-Rosen , es un aspecto topológico hipotético del espacio tiempo que es esencialmente un atajo desde un punto del universo a otro punto en el universo, permitiendo el viaje entre ambos de una forma más rápida de



Los agujeros de gusano se presentan como soluciones para las ecuaciones de Einstein en la teoría general de la relatividad cuando se aplican a los agujeros negros. De hecho, surgen tan seguida y fácilmente en este contexto que algunos teóricos se sienten inclinados a creer que eventualmente puedan encontrarse o fabricarse contrapartes y, quizá, ser utilizados para viajes más rápidos que la velocidad de la luz.

La teoría de los agujeros de gusano se remonta a 1916, poco después de que Einstein publicase su teoría general, cuando Ludwig Flamm, un físico Vienés desconocido, se fijó en la más simple y teórica forma posible de un agujero negro – el agujero negro Schwarzschild – y descubrió que las ecuaciones de Einstein permitían una segunda solución, ahora conocida como agujero blanco, que se encuentra conectado a la entrada del agujero negro por un conducto de espacio tiempo.(2) La “entrada” del agujero negro y la “salida” del agujero blanco podrían estar en diferentes partes del mismo universo o en diferentes universos. En 1935, Einstein y Nathan Rosen estudiaron más a fondo la teoría de las conexiones intra- o inter-universo en una presentación(1) cuyo propósito era el de explicar las partículas fundamentales, tales como electrones, en términos de túneles de espacio-tiempo unidos por líneas de fuerza eléctricas. Esto dio paso al nombre formal de puente Einstein-Rosen a lo cual más tarde el físico John Wheeler se referiría como “agujero de gusano” (el también acuño los términos “agujero negro” y “espuma cuántica”). La presentación de Wheeler en 1955 (3), trata sobre los agujeros de gusano en términos de entidades topológicas denominadas “geones” e incidentalmente provee el primer diagrama (ahora muy familiar) de un agujero de gusano como un túnel que conecta dos aberturas en diferentes regiones del espacio tiempo.

El interés en los agujeros de gusano navegables tomó auge a continuación de la publicación de un escrito en 1987 de Michael Morris, Kip Thorne, y Uri Yertsever (MTY) del Instituto de Tecnología en California (4,5). Este artículo surgió por una solicitud a Thorne hecha por Carl Sagan quien estaba dándole vueltas a la cabeza a la manera de llevar a la heroína de su novela “Contact” a través de distancias interestelares a velocidades mayores que las de la luz. Thorne le pasó el problema a sus estudiantes profesores Michael Morris y Uri Yertsever, quienes averiguaron de que tal viaje podría ser posible si un agujero negro pudiese ser mantenido abierto el suficiente tiempo para que una nave espacial (o cualquier otro objeto) pasase a través de el. MTY concluyeron que para mantener un agujero de gusano requeriría de materia con una densidad de energía negativa y una presión negativa mayor - mayor en magnitud que la densidad de la energía.

Tal materia hipotética es denominada materia exótica. Aunque la existencia de la materia exótica es especulativa, se conoce una manera de producir energía de densidad negativa: el efecto Casimir. Como fuente de su agujero de gusano, MTY se volvieron hacia el vacío cuántico. “El espacio vacío” en su más mínima escala. Resulta ser que no está vacío sino que hierve con violentas fluctuaciones en la mismísima geometría del espacio-tiempo. A este nivel de la naturaleza, se cree que ultra pequeños agujeros de gusano están continuamente apareciendo y desapareciendo. MTY sugirieron que una civilización lo suficientemente avanzada podría expandir uno de esos pequeños agujeros hasta un tamaño macroscópico añadiéndole energía. Entonces el agujero podría ser estabilizado utilizando el efecto Casimir colocándole dos esferas súper conductoras cargadas en las bocas del agujero. Finalmente, las bocas podrían ser transportadas a regiones bastamente separadas en el espacio para proporcionar una forma de comunicación y de viaje más rápido que la luz.

Por ejemplo, una boca colocada a bordo de una nave espacial podría ser llevada a una región a muchos años luz de distancia. Debido a que este viaje inicial sería a través del espacio tiempo normal, tendría que efectuarse a velocidades inferiores a la de la luz. Pero durante el viaje y después, el transporte y la comunicación instantáneas a través del agujero de gusano serían posibles. La nave podría ser avituallada de combustible y provisiones a través de la boca que llevaría. También, gracias a la relativista dilación-tiempo, el viaje no tendría porque por que ser de larga duración, aún medido desde observadores con base en la Tierra. Por ejemplo, si una nave rápida, llevando una boca de gusano fuese a viajar a Vega, a 25 años luz de distancia, a 99.995% de la velocidad de la luz (dado un factor de dilación-tiempo de 100), los relojes a bordo medirían el viaje como si sólo tomase tres meses. Pero el agujero de gusano alargándose desde la nave a la Tierra uniría directamente el espacio y el tiempo entre las dos bocas – una la de la nave y la otra dejada atrás en (o cerca) de la Tierra. Por lo tanto, medido también por los relojes terrestres, el viaje habría tomado sólo tres meses – tres meses para establecer un más o menos transporte instantáneo y enlaces de comunicación entre la Tierra y Vega.



Por supuesto que, el planteamiento del equipo MTY no está exento de sus dificultades, una de las cuales es que la potencia de las increíblemente necesarias fuerzas para mantener las bocas del agujero de gusano abiertas podrían destrozar a cualquiera o cualquier cosa que tratase de pasar a través de ellas. En un esfuerzo por diseñar un ambiente más benigno para los viajeros que utilizasen estos agujeros, Matt Visser de la Universidad de Washington en St Louis concibió un arreglo bajo el cual la región de espacio tiempo de una de las bocas de estos agujeros es plano (y por lo mismo libre de fuerzas) pero enmarcado por “puntales” de materia exótica que contiene una región de curvatura muy aguda (6). Visser visualiza un diseño cúbico, con conexiones de bocas de agujero espacio-plano en las esquinas cuadradas y cadenas cósmicas en las orillas. Cada cara del cubo puede conectarse para hacer cara con otro cubo de agujero de gusano, o bien las seis caras del cubo pueden conectar con seis diferentes caras de cubo en seis localizaciones separadas.

Visto todo esto, nuestra tecnología aún no está lista para llevar a cabo la tarea de construir un entramado de agujeros de gusano; la pregunta que surge es si realmente puede existir ya en estos momentos. Una posibilidad es que razas avanzadas en alguna otra parte de la Galaxia o más allá hayan establecido ya un emparrillado de agujeros de gusano que podríamos aprender a utilizar. Otra es que puedan ocurrir en forma natural. David Hochberg y Thomas Kephart de la Universidad Vandebilt han descubierto que, en los primeros instantes del Universo, la propia gravedad puede haber dado lugar a regiones de energía negativa en las cuales pueden haberse formado agujeros de gusano auto estabilizados. Dichos agujeros, creados durante el Big Bang, pueden estar por ahí hoy en día, distanciándose en pequeñas o grandes distancias en el espacio.


Referencias:
1. Flamm, L. Phys. Z., 17, 48 (1916).

2. Einstein, A., and Rosen, N. "The Particle Problem in the General Theory of Relativity", Physical Review, 48, 73 (1935)

3. Wheeler, J. A. "Geons," Physical Review, 97, 511-536 (1955).

4. Morris, M. S, Thorne, K. S., y Yurtsever, U. "Wormholes, Time Machines, and the Weak Energy Condition," Phys. Rev. Letters, 61, 1446-1449 (1988).

5. Morris, M. S., and Thorne, K. S. "Wormholes in spacetime and their use for interstellar travel: A tool for teaching general relativity", Am. J. Phys., 56, No. 5, 395-412 (1988).

6. Visser, M. "Wormholes, baby universes, and causality", Phys. Rev. D, 41, No. 4, 1116-1124 (1990).




Enlace: http://www.daviddarling.info/encyclopedia/W/wormhole.html

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Últimos 10 Comentarios

Ver todos los comentarios (692)

Enviado por : JONAS
05-Ago-2008  01:36 CET

CREO Q LA EXPANSION DEL UNIVERSO DA LUGAR A LA POSIBILIDAD DE LA DESAPLICACION DE NUESTRAS LEYES FISICAS DENDO PASO A LAS LEYES DE SISTEMAS NO CORPOREOS CAPACES DE USAR ESTE SISTEMA DE TUNELES PARA TRANSPORTAR ELEMENTOS


Enviado por : hiperespacio
02-Ago-2008  04:20 CET

yo contemplo la grandeza de la fisica por mi parte, hay muchos de los que iban conmigo que no le importaba nada solo iban por las materias de la carrera.
con respecto a eso del proyecto.. me dejas pensando. imaginate por un instante que crearamos cosas de la nada(osea que no exista algo en el ambiente). a lo que quiero llegar es que para que ocurra,todo debemos saber como se formo. el universo tuvo que tener "algo" para crearse, pero de donde salio ese "algo"?


Enviado por : hiperespacio
02-Ago-2008  04:09 CET

en mi clase no damos eso, pero mi amigo y yo le preguntamos al profe despues de cada clase, a mi me gusta la fisica y la matematica me encanta la ciencia. yo por mi parte me consegui el material de estudio.
aunque como no me gustaba la carrera elegida dejo la uni. estaba en ing en sistema. el profe de fisica mio sabia mucho.


Enviado por : tony
02-Ago-2008  03:01 CET

otra pregunta ¿para que servira el proyecto mundial del aceleredor de hadrones? ya que este proyecto por su magnitud misma a despertado mucho revuelo y "supersticion"cientifica sera que en realidad nos acercamos a poder ver de cerca y en ambiente controlado el inicio del universo y sus posibles distorsiones tales como los agujeros de gusano, negros,blancos,etc....


Enviado por : tony
02-Ago-2008  02:47 CET

entonces en tu curso de la uni ya estan contemplando la grandeza de la fisica asi como la planteo Einstein con todo un universo de posibilidades incluido el viaje en el tiempo y que muchas personas lo habian encajonado como un soñador en su tiempo quizas seamos testigos de la comprobacion de sus teorias asi como lo fue la bomba nuclear


Enviado por : hiperespacio
01-Ago-2008  21:03 CET

hay algun proyecto del boinc que trate de este tema en particular?


Enviado por : hiperespacio
31-Jul-2008  05:03 CET

todavia no llegue a leer la unificacion de la fisica XD, el tema que estoy viendo bien es la del viaje del tiempo y los agujeros de gusanos.
que es donde se habla de las cuerdas como te lo explique antes. me interesa esto de que nos contemos todo lo que sabemos asi podemos sacarnos la dudas y podriamos lograr algo importante. nunca hay que perder la fe. ^^


Enviado por : hiperespacio
31-Jul-2008  04:44 CET

en el libro te explica algo muy interesante respecto a esto y que yo tengo una duda muy grande con lo que nos enseñaron a todos en la primaria. a ti te enseñaron que los planetas giran alrededor del sol por la gravedad misma que tiene esta estrella? ya que hay algo fuera de lo comun: la gravedad. yo no estoy convencido que sea la gravedad que este impulsando a los planetas.Creo que son estas cuerdas cosmicas, y que tambien estan formadas por gravitones.


Enviado por : tony
30-Jul-2008  20:30 CET

ok info recibida,gracias por el tip,respecto a la aceleracion es la que detallan como movimiento sinercial instantaneo en la teoria unificada?es muy interesante,cuenta mas por favor


Enviado por : facas
29-Jul-2008  12:07 CET

Donko me parece que hiperespacio sabe muchas cosas relacionadas con esto y ams si lo esta estudiando en la uni, y para empezar yo creo que si el tiempo es una dimension del espacio tendria que poder viajarse por el, como se avanza hacia atras, hacia un lado, etc

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