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Los estados cuánticos podrían viajar a través del tiempo

Los átomos podrían viajar a través del tiempo, pero no las personas: los agujeros de gusano se pueden atravesar sin necesidad de energía negativa, pero solo a través de estados cuánticos.

Brian Koberlein (*).

Los agujeros de gusano son una vieja idea en la relatividad general. Se basa en el trabajo de Albert Einstein y Nathan Rosen, quienes intentaron averiguar cómo podrían comportarse las partículas elementales en el espacio-tiempo curvo.

Su idea trataba los pares de partículas y antipartículas como dos extremos de un tubo espaciotemporal. Este puente Einstein-Rosen (ER) se vería como un agujero negro en un extremo y un anti-agujero negro, o agujero blanco, en el otro extremo.

Esta idea nunca funcionó, pero el trabajo inspiró a otros investigadores a estudiar los puentes ER como un posible atajo a través del espacio.

Si los agujeros de gusano se pudieran atravesar, podrías atravesar el espacio-tiempo como un gusano excavando un agujero a través de una manzana. Los teóricos no tardaron mucho en descubrir que esto no funcionaría.

Aunque los agujeros de gusano son soluciones válidas para las ecuaciones de Einstein, colapsan tan rápido que nunca tendrías tiempo de atravesarlos. En la relatividad general, los agujeros de gusano no se pueden atravesar.

Por supuesto, la imposibilidad nunca detiene a un teórico persistente, y pronto se dieron cuenta de que se podía atravesar un agujero de gusano recubriéndolo con algún tipo de energía negativa.

El mismo tipo de energía negativa que podría usarse para el impulso warp. Pero la materia con masa/energía negativa no parece existir.

Un agujero de gusano atravesable sería un atajo a través del espacio. Crédito: ESO, L. Calçada.

Teoría rota

Pero no todo está perdido. Sabemos que la teoría de Einstein puede romperse a escalas cuánticas porque es una teoría clásica.

Presumiblemente, existe alguna teoría cuántica de la gravedad que suplanta la relatividad general. Todavía no tenemos un modelo de gravedad cuántico completo, pero tenemos varios modelos aproximados que nos señalarán en la dirección correcta.

Uno de estos modelos se conoce como teoría de Einstein-Dirac-Maxwell. Se llama así porque incluye aspectos de la teoría de la gravedad de Einstein, la teoría del electromagnetismo de Maxwell y la teoría de las partículas cuánticas de Dirac.

Recientemente, un equipo encontró una solución de agujero de gusano para las ecuaciones de Einstein-Dirac-Maxwell.

El equipo descubrió que su solución de agujero de gusano era completamente transitable. Además, la solución no requiere estados de energía negativa.

En principio, eso te permitiría viajar a través del agujero de gusano sin necesidad de masa negativa. El único inconveniente es que necesitarías estar en un estado cuántico. Eso significa que grupos microscópicos de átomos podrían viajar a través de este agujero de gusano, pero no las personas.

Modelo de juguete

Si bien este es un trabajo interesante, es solo un modelo de juguete. Hay muchas soluciones para las ecuaciones de Einstein que no pueden existir por razones que van más allá de la gravedad.

Los autores de esta propuesta planean explorar más su idea para ver si su solución es otra idea imposible, o si podría haber una forma de crear este tipo de agujero de gusano cuántico. Y si esta idea funciona, será más fácil pasar por el ojo de una aguja que entrar en los cielos distantes.

 

(*) Brian koberlein es astrofísico y escritor. Este artículo se publicó originalmente en su blog personal bajo el título Eye of a Needle. Se reproduce con autorización.

  

Referencia

Traversable wormholes in Einstein-Dirac-Maxwell theory.  Blázquez-Salcedo, Jose Luis, et al. Phys. Rev. Lett. 126, 101102 – Published 9 March 2021. DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.101102

Foto superior: Piqsels.

Firma invitada

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