Un físico de Harvard afirma que se puede viajar por los agujeros de gusano, aunque es lento y peligroso
Daniel Jefferis ha aplicado la mecánica cuántica para recuperar lo que «cae» dentro de un agujero negro en otro entrelazado, aunque se tardaría más que recorriendo de manera tradicional el espacio entre ambos gigantes cósmicos.
Los agujeros de gusano siempre han sido un quebradero de cabeza para los físicos: según la teoría, estos fenómenos conectarían un agujero negro con otro, convirtiéndose en una suerte de «atajo» a través del espacio y el tiempo. Pero en la práctica los también conocidos como puentes de Einsten-Rosen (como fueron descritos gracias a sus descubridores en 1935) tienen serias limitaciones: aparte de que nunca se han encontrado evidencias de ningún agujero de gusano, se necesitaría de una materia exótica -una entidad caracterizada por tener masa negativa y una densidad energética también negativa- para evitar que el puente espacio-temporal se cerrase y nos triturase al entrar. Pero ahora, Daniel Jefferis, físico en la Universidad de Harvard, parece haber encontrado otro modo de atravesarlo. Aunque es, obviamente, muy peligroso y, sobre todo, muy lento.
Tan lento que en realidad no merece la pena para el sueño de los viajes interestelares, ya que tardaríamos más que en el recorrido «al uso» de un agujero a otro. Así lo explicó durante la reunión anual de la American Physical Society este mes de abril Jefferis, en una ponencia en la que manifestó que si bien no tiene la aplicación de teletransportación, sí ayuda a comprender cómo puede funcionar el universo.
Utilizar la teleportación cuántica en agujeros negros
En concreto, lo que Jefferis y sus colegas afirman es que al igual que ocurre con la teletransportación cuántica, donde se saca provecho del llamado entrelazamiento cuántico -una propiedad de las partículas subatómicas que, en una explicación simple, consiste en una especie de «comunicación instantánea» que permite a las partículas entrelazadas conocer, y reaccionar en tiempo real, con lo que les sucede a sus «hermanas» entrelazadas, sin importar la distancia que las separe-, se podría hacer lo mismo entre dos agujeros negros interconectados.
En circunstancias normales, la forma del espacio-tiempo en la salida de un agujero de gusano hace que sea imposible pasar. Pero una sustancia con energía negativa podría, en teoría, superar ese obstáculo. «Si intentas atravesarlo, se colapsa demasiado rápidopara que no puedas salir», explicó Jafferis a Live Science después de su charla. Es decir, que aunque pudieras atravesarlo, necesitas energía negativa para salir del agujero, o esa «materia exótica» que aún los científicos no han encontrado.
Pero, Jafferis, junto con el físico de Harvard Ping Gao y el físico de Stanford Aron Wall, proponen utilizar los enredos cuánticos para solucionar este problema. Es decir, aplicar la mecánica cuántica a la teoría de la Relatividad y manipular uno de los agujeros negros con información del otro para, en teoría, salir sanos y salvos del agujero de gusano.
Las bases de esta teoría
En 1935, Albert Einstein, Boris Podolsky y Nathan Rosen publicaron un artículo en la revista Physical Review que muestra que bajo las reglas de la mecánica cuántica las partículas se pueden «correlacionar» entre sí, de modo que el comportamiento de una partícula impacta directamente el comportamiento de otra.
Einstein, Podolsky y Rosen pensaron que esto probaba que algo estaba mal con sus ideas sobre la mecánica cuántica, porque permitiría que la información se moviera más rápido que la velocidad de la luz entre las dos partículas -y Einsten afirmaba que no había nada más rápido que velocidad que alcanza la luz-. Ahora, los físicos saben que el entrelazamiento es real, y la teleportación cuántica es una parte casi rutinaria de la investigación en física. De hecho, se ha conseguidoechar un «vistazo» dentro de un agujero negro creado dentro de una computadora cuántica.
Cómo funciona la teleportación cuántica
La teoría de la teletransportación cuántica parte de una idea relativamente sencilla: se «enredan» dos partículas de luz, A y B. B se lleva a otra habitación y a A se le «golpea» con una tercera partícula, C. Eso enredaría A y C, y rompería la conexión de A y B. Luego puede medir el estado combinado de A y C, que es diferente de los estados originales de A, B o C.
Con esa información A-C se podría manipular B para saber el estado original de C sin que nadie comunicara cómo estaba C al principio, por lo que la información ha sido «teletransportada». Este proceso de enredo también se puede dar entre objetos grandes, tan grandes como agujeros negros. El problema es que el «enredo perfecto» es mucho más difícil de conseguir.
La relación entre la mecánica cuántica y la Relatividad
En 1935, los físicos que escribían estos documentos no tenían la menor idea de que los agujeros de gusano y el enredo estaban conectados, afirmó Jafferis. Pero en 2013, los físicos Juan Maldacena y Leonard Susskind publicaron un artículo en la revista «Progress in Physics» que vinculaba las dos ideas. Argumentaban que dos agujeros negros perfectamente enredados actuarían como un agujero de gusano entre sus dos puntos en el espacio. Llamaron a la idea «ER = EPR», porque vinculaba el papel de Einstein-Rosen con el de Einstein-Podolsky-Rosen.
Sin embargo, al preguntarle si realmente podrían existir dos agujeros negros completamente enredados en el universo, Jafferis afirmó: «No, no, ciertamente no».
Pero si, hipotéticamente, tal par existiera, el método de Jafferis, Gao y Wall podría funcionar. Su enfoque, publicado por primera vez en «The Journal of High Energy Physics» en diciembre de 2017, es algo así: si lanzas a tu amigo a uno de los agujeros negros enredados, midiendo la radiación de Hawking que sale del agujero negro, y llevándola al agujero negro perfectamente entrelazado, se podría manipular para que tu amigo salga de nuevo por el nuevo agujero. La pega: tendrías que ir físicamente de un agujero a otro, por lo que sería muy lento. Sin contar con que la teoría se basa solo en principios matemáticos que aún no han sido demostrados empíricamente.
La investigación teórica sobre este método de movimiento entre agujeros negros está en curso. Pero el objetivo es se dirige más a entender la física fundamental que a realizar posibles «rescates» de agujeros negros. Pero quién sabe si alguna civilización más avanzada ya ha encontrado la forma de rescatar la información que cae a un agujero negro.
