Estamos acostumbrados a que en las películas de ciencia ficción de Hollywood los personajes viajan distancias interestelares en pocos segundos. Al mismo tiempo, sabemos que en realidad esto es imposible, porque incluso la luz viaja a las estrellas más cercanas durante más de cuatro años. ¿Hay formas de superar las barreras que impone la naturaleza y hacer realidad la ficción?
BRANA A GRANEL
En su teoría general de la relatividad, Albert Einstein mostró que los cuerpos masivos no solo cambian el flujo del tiempo, sino que también doblan el espacio. Ambas posiciones teóricas fueron probadas casi de inmediato mediante la observación de Mercurio y las estrellas, cuya luz se desvía en el campo gravitacional del Sol. Pero durante mucho tiempo, la precisión de los instrumentos existentes no nos permitió medir las dimensiones de la deformación del espacio creado por nuestra luminaria.
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En 1976-1977, los físicos estadounidenses Robert Riesenberg e Irwin Shapiro realizaron un experimento utilizando módulos de las naves espaciales Viking-1 y Viking-2 que estaban en órbitas cerca de Marte. Enviaron señales de radio hacia los vehículos cuando el planeta rojo estaba cerca del Sol, visto desde la Tierra. Los vikingos interceptaron las señales, las amplificaron y las enviaron de regreso. Midiendo la velocidad real de la señal de radio con la calculada, los estadounidenses han establecido: el retraso es de cientos de microsegundos, lo que en el recálculo da un aumento en la distancia de transmisión de la señal en 50 km. Tal "adición" a la distancia no sería posible si el espacio fuera tan plano como una hoja de papel. Por lo tanto, está curvado cerca de la superficie del Sol.
Los científicos han establecido teórica y experimentalmente que el espacio se dobla. ¿Pero donde? Ellos plantearon la hipótesis de que se hunde en un hiperespacio multidimensional llamado "volumen". Nuestro espacio, en esta interpretación, aparece como una brana, es decir, una membrana tridimensional. La existencia probada de dimensiones superiores da la esperanza de que algún día se encontrará una manera de perforar literalmente el espacio, superando instantáneamente las distancias colosales que nos separan de otros mundos.
PUENTE SOBRE EL MUNDO
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En 1916, es decir, apenas un año después de que Einstein publicara sus principales artículos sobre la relatividad general, el físico austriaco Ludwig Flamm encontró una solución a sus ecuaciones, describiendo tal curvatura del espacio en la que se hace posible una transición "corta" de un punto del Universo a otro. y hasta donde quieras, a través de "puentes" especiales.
La exótica conclusión de Flamm fue ignorada en ese momento. Mucha más resonancia fue causada por el llamado "puente espacio-tiempo", que fue descrito en 1935 por el mismo Albert Einstein y su asistente Nathan Rosen. A diferencia de su predecesor, pensaron en la importancia del modelo propuesto para el mundo real, pero llegaron a la conclusión de que el "puente" no puede existir en nuestra brana como un objeto material accesible a la observación. Sin embargo, casi de inmediato la idea fue utilizada por los escritores de ciencia ficción como un hipotético medio de transporte, lo que contribuyó a su popularización.
En 1957, el físico estadounidense John Wheeler propuso su propia versión del "puente". Al describirlo, recurrió a una analogía con una hormiga en una manzana, que puede tardar mucho en llegar a la parte opuesta de la fruta, o puede usar el túnel roído por los gusanos para acelerar. Basado en esta analogía, Wheeler llamó a los túneles espaciales "agujeros de gusano"; entre los físicos soviéticos, el término "agujeros de gusano" se afianzó más tarde. Además de introducir nuevas palabras, el estadounidense, junto con su alumno Robert Fuller, desarrolló un modelo del nacimiento, expansión y colapso de los "agujeros de gusano" a través de la masa, y aunque parecía mostrar la inevitabilidad de la "muerte" casi instantánea de estas formaciones, la justificación teórica de su existencia proporcionó la base para futuras investigaciones.
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HIPÓTESIS DE THORN
El siguiente paso lo dio Kip Thorne, alumno de Wheeler. Volvió al problema de los agujeros de gusano después de que el famoso divulgador Carl Sagan en mayo de 1985 le enviara un manuscrito de su novela de ciencia ficción Contact para su revisión. En el texto original, los personajes de la novela, los científicos, fueron enviados a una reunión con representantes de la antigua supercivilización a través de un "agujero negro". Thorne sabía que era imposible viajar en el Universo de esta manera, ya que cualquier objeto material dentro de los "agujeros negros" sería destruido, por lo que sugirió que Sagan los reemplazara con los "agujeros de gusano" de Wheeler. Esto requería comprobar en qué condiciones sería posible un túnel a través de la masa.
Thorne pudo demostrar matemáticamente que un "agujero de gusano" puede existir en nuestro mundo durante un tiempo arbitrariamente largo si en su interior hay "materia exótica", es decir, una sustancia con masa negativa y energía negativa. Aunque a primera vista tal pensamiento parece una tontería, la presencia de "materia exótica" no contradice las leyes de la física que conocemos.
En 1988, Kip Thorne, coautor con sus estudiantes, Mark Morris y Ulvi Yartsever, publicó un artículo en el que pedía a la comunidad científica que discutiera la creación y estabilización de agujeros de gusano. Durante cuatro décadas, como admite el propio Thorne, no se ha recibido una respuesta satisfactoria, lo que no impidió que el físico interviniera en la consulta de la película fantástica "Interestelar", donde la aparición de un "agujero de gusano" artificial en las inmediaciones de Saturno se convirtió en uno de los supuestos tramadores.
Sin embargo, todavía quedan algunos logros. Por ejemplo, se ha demostrado que la aparición natural de "agujeros de gusano" es extremadamente improbable. A diferencia de los “agujeros negros”, cuyo proceso de nacimiento a partir de estrellas masivas se ha descrito y calculado, no existen objetos en el Universo que puedan estar “vinculados” con “agujeros de gusano”. Se consideró la hipótesis de que los "agujeros de gusano" pueden aparecer a nivel subatómico en forma de la llamada "espuma cuántica", pero esta opción también está sujeta a serias críticas.
Resulta que si alguna vez aparecen "agujeros de gusano", serán el producto de la tecnología de la supercivilización, como se muestra en la novela "Contact" de Carl Sagan y la película "Interstellar" de Christopher Nolan. Kip Thorne incluso propuso un esquema de cómo tal civilización podría construirlos: "Simplemente tomas y empujas parte de nuestra brana (Universo) hacia abajo en la masa y obtienes una abolladura, luego doblas la brana en la masa, haces un agujero en ella, como si debajo de la abolladura, pinchas otro agujero en la parte inferior de la abolladura y finalmente cosiendo los bordes de los agujeros. ¡Delov algo!"
ENCUENTRA UN "GUSANO"
No todos los científicos estuvieron de acuerdo con las conclusiones pesimistas de Kip Thorne. Por ejemplo, el astrofísico ruso Nikolai Semenovich Kardashev, conocido por su clasificación de hipotéticas civilizaciones extraterrestres, desarrolla la teoría del Multiverso como un conjunto infinito de mundos con diferentes constantes físicas y, en consecuencia, desplegados en otras branas.
Según los cálculos del grupo Kardashev, los "agujeros de gusano" se forman junto con numerosos universos y persisten, conectándolos a medida que crecen. Por supuesto, los "agujeros de gusano" evolucionan, pero se pueden encontrar por sus rasgos característicos: en particular, pueden parecer "agujeros negros" con propiedades anómalas. Entre los objetos que cayeron bajo sospecha, Kardashev llama al quásar Q0957 + 561.
En la actualidad, el orbitador Radioastron (Spektr-R) se dedica a la búsqueda de "agujeros de gusano"; en 2025, el observatorio orbital Millimetron (Spectrum-M) se unirá a él. Los físicos rusos creen en el éxito. Si logran confirmar sus cálculos teóricos, entonces la apertura de un túnel hacia el universo vecino superará incluso la teoría de Einstein en su importancia. Y allí, como ve, usando el ejemplo de un "agujero de gusano" natural, aprenderán a crear otros artificiales.
Anton Pervushin
