La realidad de los agujeros de gusano: ¿Son algo más que una teoría?

En 1935, Albert Einstein y su investigador postdoctoral Nathan Rosen descubrieron una hipotética estructura matemática del espacio-tiempo que une dos regiones separadas del espacio, permitiendo potencialmente un atajo entre estas regiones.

El viaje a través de la garganta podría ser mucho más rápido que el viaje en el espacio-tiempo externo que los conecta. Este es un ejemplo de una clase general de estructuras espacio-temporales con dos bocas conectadas por una garganta, conocidas como «agujeros de gusano». En 1962, Robert Fuller y John Wheeler demostraron que el agujero de gusano de Einstein-Rosen es inestable y se desgarraría antes de que cualquier partícula lo atravesara.

Posteriormente, Stephen Hawking, Kip Thorne y sus colaboradores demostraron que una materia exótica con una densidad de masa (energía) negativa podría estabilizar un agujero de gusano y hacerlo hipotéticamente transitable. Se sabe que dicha sustancia existe como la «energía oscura», cuya gravedad repulsiva provoca la expansión acelerada del Universo. Sin embargo, para construir un agujero de gusano habría que extraer energía oscura del depósito cósmico y moldearla hasta darle la forma de un agujero de gusano. No sabemos si eso es posible, ya que se desconoce la naturaleza de la energía oscura.

Un agujero de gusano atravesable permitiría a una civilización avanzada viajar en el tiempo . Esto se debe a que el tiempo avanza de manera diferente dentro y fuera del agujero de gusano. Como resultado, los relojes sincronizados en cada extremo del agujero de gusano permanecen sincronizados para un observador que pasa a través del agujero de gusano.

Imaginemos que los observadores que se encuentran en un extremo del agujero de gusano experimentan una dilatación temporal y envejecen menos al desplazarse o visitar temporalmente un pozo de potencial gravitatorio. Estos observadores podrían conectarse al mismo tiempo con el extremo más antiguo del agujero de gusano y permitir que la versión más antigua de ellos mismos se encuentre con su yo más joven. Esto constituye una máquina del tiempo desde el punto de vista de un observador externo.

En 1992, Stephen Hawking propuso la «conjetura de protección de la cronología», argumentando que las leyes de la física impiden el viaje en el tiempo, lo que hace que el universo sea seguro para los historiadores. Como no tenemos una teoría predictiva que unifique la mecánica cuántica y la gravedad, no sabemos si la conjetura de Hawking es cierta. Si lo es, las civilizaciones extraterrestres avanzadas no pueden construir agujeros de gusano transitables.

Este conjunto de argumentos sugiere que si alguna vez descubrimos visitantes extraterrestres cerca de la Tierra que aprovecharon los agujeros de gusano para viajar más rápido que la luz, sabríamos que la conjetura de Hawking es errónea y que el viaje en el tiempo es posible. Su hazaña científica tendría importantes implicaciones para la teoría que desarrollamos sobre la gravedad cuántica. También plantearía cuestiones éticas, como si deberíamos solicitar acceso a su máquina del tiempo y retroceder en el tiempo para matar a Adolf Hitler antes del Holocausto. Tal acto me permitiría devolver a la vida a 65 miembros de la familia de mi padre que murieron en los campos de concentración nazis.

Tener acceso a una máquina del tiempo como herramienta para corregir la historia humana es un posible beneficio de encontrar aparatos alienígenas de gravedad cuántica. Otro sería viajar a lugares distantes del cosmos durante una vida humana a través de un agujero de gusano. ¿Cuál deberíamos elegir utilizar primero? Mi prioridad personal sería arreglar la historia humana antes de embarcarnos en viajes interestelares. Esto se debe a que sabemos qué necesita ser arreglado en nuestro pasado, pero no sabemos qué destino interestelar vale la pena.

El descubrimiento de productos tecnológicos de científicos extraterrestres avanzados podría ser muy útil para nuestro propio progreso científico. Descubrimos la mecánica cuántica y la relatividad general hace apenas un siglo, y todavía tenemos mucho que aprender.

La semana pasada tuve una cena muy agradable en compañía de teóricos de cuerdas de la Black Hole Initiative de Harvard . Tres de ellos se sentaron a mi lado, así que no pude resistir la tentación de preguntarles:

“En caso de que descubramos un miniagujero negro en el sistema solar y los investigadores puedan acceder a él y probar teorías de la gravedad cuántica como la teoría de cuerdas, ¿incentivaría la financiación total para que los investigadores continúen con esta tarea, incluso si los resultados pudieran invalidar su trabajo de toda la vida sobre la teoría de cuerdas?” Todos respondieron: “Absolutamente, sí”. Por lo tanto, anoté: “Bueno, eso demuestra que en el fondo ustedes son físicos reales y no físicos matemáticos”.