A menudo, la ciencia ficción presenta a los agujeros de gusano como atajos entre puntos distantes en el espacio. Una investigación internacional en la que participa la Universidad Complutense de Madrid los acerca a la realidad construyendo por primera vez estos túneles atravesables con materia ordinaria y sin modificar la teoría de la gravedad.

UCC-UCM, 10 de marzo.- Una investigación internacional de la Universidad Complutense de Madrid (UCM), la Universidad de Oldenburgo (Alemania) y la Universidad de Aveiro (Portugal) presenta en Physical Review Letters un modelo teórico de agujeros gusano -túneles espaciotemporales- atravesables  soportado por primera vez por materia ordinaria y no exótica como hasta ahora proponían otros modelos.

Se trata de un análisis teórico-matemático, en el que se han resuelto las ecuaciones de la teoría Einstein-Dirac-Maxwell para construir los agujeros de gusano y estudiar sus propiedades.

“La novedad de nuestro trabajo es que por primera vez construimos una solución de este tipo sin necesidad de introducir materia exótica o modificar la teoría de la gravedad”, destaca José Luis Blázquez Salcedo, investigador del Departamento de Física Teórica y del Instituto de Física de Partículas y del Cosmos (IPARCOS) de la UCM.

Agujeros gusano, un atajo sin observaciones reales

Los agujeros de gusano, como los agujeros negros, aparecen en las ecuaciones de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein, publicada en 1915. Un postulado importante de ella es que el universo tiene cuatro dimensiones: tres espaciales y el tiempo como cuarta dimensión.

Juntos forman lo que se conoce como espacio-tiempo, y el espacio-tiempo puede ser estirado y curvado por objetos masivos como estrellas, de la misma manera que una lámina de goma sería curvada por una bola de metal que se hundiera en ella. La curvatura del espacio-tiempo determina la forma en qué objetos (naves espaciales, planetas, o la luz) se mueven dentro de él.

"En teoría, el espacio-tiempo también podría doblarse y curvarse sin objetos masivos", explica Blázquez-Salcedo y añade que, en ese escenario, un agujero de gusano sería una región extremadamente curva en el espacio-tiempo que se asemeja a dos embudos interconectados y conecta dos puntos distantes en el espacio, como un túnel.  "Desde una perspectiva matemática, tal atajo sería posible, pero nadie ha observado nunca un agujero de gusano real", explica el físico.

Primer modelo sin materia exótica

La existencia de un agujero de gusano atravesable exige una distribución de masa-energía que viola varias condiciones energéticas. 

“Los modelos descritos hasta ahora requieren distintos tipos de materia exótica, que proporciona la fuerza adicional necesaria para equilibrar la atracción gravitacional, manteniendo abierto el agujero de gusano. A diferencia de esos modelos,  en el nuestro solo consideramos los campos de materia que entran en el modelo estándar de física de partículas, junto con la teoría de la gravedad de Einstein”, destaca Blázquez.

“Hasta donde sabemos, no existe evidencia observacional de la existencia de ningún tipo de agujero de gusano. Por tanto, el interés de nuestras soluciones es, en principio, solo teórico”, reconoce el investigador de la UCM.

Sin embargo, señala que este trabajo abre varias vías de investigación teórica, entre ellas el análisis de las propiedades físicas de los agujeros o su extrapolación en otros modelos de gravedad.

Referencia bibliográfica: Jose Luis Blázquez-Salcedo, Christian Knoll and Eugen Radu: “Traversable wormholes in Einstein-Dirac-Maxwell theory”, Physical Review Letters. DOI: 10.1103/PhysRevLett.126.101102.

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