A?QuA� debo de saber antes de ver a�?Interstellara�? de Christopher Nolan el 7 de noviembre?

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Por:RedacciA?n Sinsabor

En una sociedad ficticia e indeseable, A�representaciA?n del futuro de la raza humana, a causa del cambio climA?tico y la mano del hombre, la agricultura se ve severamente afectada. Como era de esperarse, el maA�z es el A?nico alimento cultivable y una vez mA?s es factible una amenaza del futuro humano. CientA�ficos entonces descubren un agujero de gusano. Con una soluciA?n alcanzable, superando las limitaciones de los viajes espaciales humanos y venciendo las grandes distancias que involucra un viaje interestelar, se arma una comitiva con la finalidad de encontrar una soluciA?n al problema. Esta es la trama de la nueva pelA�cula de Christopher Nolan basada en la historia de Kip Thorne, que se estrenarA? el prA?ximo 7 de noviembre.

Pero, A?QuA� es un agujero de gusano?

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Kip Stephen Thorne es un fA�sico teA?rico estadounidense, conocido por sus numerosas contribuciones en el campo de la fA�sica gravitacional y la astrofA�sica. Thorne fue uno de los primeros cientA�ficos en realizar investigaciones cientA�ficas sobre si las leyes de la fA�sica permiten la conexiA?n mA?ltiple del espacio y el tiempo. En espaA�ol, hizo una investigaciA?n cientA�fica de si se pueden atravesar los agujeros de gusano. Una idea muy especulativa de la astrofA�sica moderna desde el punto de vista cientA�fico, no narrativo, son los agujeros de gusano y sus posibilidades teA?ricas. SegA?n las teorA�as matemA?ticas de Einstein, los agujeros de gusano pueden existir en nuestro universo. La posibilidad de agujeros de gusano atravesados en la relatividad general fue primero demostrada por Kip S. Thorne y su graduado Mike Morris en un artA�culo publicado en 1988. El tipo de agujero de gusano atravesado que ellos descubrieron, se mantenA�a abierto por una especie de concha esfA�rica de materia exA?tica, denominado como agujero de gusano de Morris-Thorne.

Se les llama asA�,a�?agujeros de gusanoa�?, porque se asemejan a algA?n hueco de gusano que atraviesa por dentro de una manzana para llegar al otro extremo de dicha fruta y asA� evitar recorrerla por fuera. La metA?fora indicarA�a que A�los a�?agujeros de gusanoa�? son atajos en el tejido del espacio-tiempo que permiten unir dos puntos muy distantes y llegar mA?s rA?pidamente que si se atravesara el Universo a la velocidad de la luz.

Agujero de gusano

Un agujero de gusano es una hipotA�tica caracterA�stica topolA?gica de un espacio-tiempo, descrita por las ecuaciones de la relatividad general, consistente esencialmente en un atajo a travA�s del espacio y el tiempo. A?QuA�?

Es un tA?nel que conecta dos puntos del espacio-tiempo. Nunca se ha visto uno y no estA? demostrado que existan, aunque matemA?ticamente son posibles. Es un portal de corta duraciA?n, que dura sA?lo un breve momento y que une dos agujeros negros en diferentes lugares del universo. Los agujeros de gusano podrA�an conectar dos puntos del universo actual, o tal vez, en diferentes momentos. Un agujero de gusano tiene por lo menos dos extremos, conectados a una A?nica garganta o tA?nel, que hace posible que A�la materia se desplace de un extremo a otro pasando a travA�s de A�sta.

La definiciA?n topolA?gica de agujero de gusano no es intuitiva. Se dice que en una regiA?n compacta del espacio-tiempo existe un agujero de gusano cuando su conjunto frontera es topolA?gicamente trivial pero cuyo interior no es simplemente conexo. Formalizar esta idea conduce a definiciones como la siguiente, tomada del Lorentzian Wormholes de Matt Visser: Si un espacio-tiempo de Lorentz contiene una regiA?n compacta I� y si la topologA�a de I� es de la forma I� ~ R x I?, donde I? es una 3-variedad de topologA�a no trivial, cuya frontera tiene topologA�a de la forma dI? ~ SA?, y si ademA?s las hipersuperficies I? son de tipo espacial, entonces, la regiA?n I� contiene un agujero de gusano intra-universal cuasipermanente. A?QuA�?

Todo lo anterior tiene sentido si sabemos de matemA?ticas y fA�sica y lo escribimos en un pizarrA?n. Se sabe matemA?ticamente que los agujeros de gusano de Lorentz son posibles dentro de la relatividad general, pero la posibilidad fA�sica de estas soluciones es incierta. Incluso, se desconoce si la teorA�a de la gravedad cuA?ntica que se obtiene al condensar la relatividad general con la mecA?nica cuA?ntica, permitirA�a la existencia de estos fenA?menos. La mayorA�a de las soluciones conocidas de la relatividad general que permiten la existencia de agujeros de gusano atravesados requieren la existencia de materia extraA�a, una sustancia teA?rica que tiene densidad negativa de energA�a. Sin embargo, no ha sido matemA?ticamente probado que A�ste sea un requisito absoluto para este tipo agujeros de gusano atravesados, ni ha sido establecido que la materia exA?tica no pueda existir.

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Una cosa es que existan los agujeros de gusano y otra muy distinta que puedan utilizarse para viajar en el espacio y el tiempo. Por ejemplo, la novela “Contacto”, de Carl Sagan, A�proponA�a un viaje a travA�s de un agujero de gusano. Pero, al igual que la nueva pelA�cula de Nolan, A�es sA?lo ciencia ficciA?n. Los cientA�ficos creen que un agujero de gusano tiene una vida muy corta. Se abre y vuelve a cerrarse rA?pidamente. La materia podrA�a quedar atrapada o, si sale, por el otro extremo, no podrA�a volver. Evidentemente, tampoco podrA�amos elegir adA?nde nos llevarA�a, y es imposible predecir la apariciA?n de un supuesto agujero.

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