¿Detección cuántica de agujeros de gusano?

06/04/2017 17 comentarios
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Comentario divulgativo sobre mi último artículo

¿Hay algún agujero de gusano transitable en el universo? Muy probablemente, no. Aunque, en principio, su existencia está permitida por las leyes de la Relatividad General de Einstein, hay razones para pensar que los materiales que lo formarían serían demasiado exóticos, y que algunas de sus propiedades cuestionarían gravemente nuestra comprensión de principios físicos fundamentales, como conté aquí. Así que, para desgracia de los que somos fans de Interstellar y las películas de viajes en el tiempo, no sólo nunca hemos visto un agujero de gusano, sino que es relativamente probable que nunca lo veamos. 

¿Quiere esto decir que no deberíamos buscarlos? No exactamente, ya que no están completamente descartados por la teoría. De hecho, hay nuevos motivos que añaden interés a la búsqueda. Recientemente, en este artículo de Physical Review Letters se mostraba que, aunque la fuente más probable para las ondas gravitacionales detectadas en LIGO es la fusión de una pareja de agujeros negros, otras fuentes más exóticas (como un agujero de gusano) podrían producir la misma señal.

A lo largo de los años, se han propuesto diversos métodos para detectar la existencia de agujeros de gusano, como, por ejemplo, el efecto de lente gravitacional que provocaría en la luz que pasara a su alrededor. En un artículo que aparece hoy en la revista Scientific Reports, propongo un nuevo método de detección, inspirado precisamente en la tecnología usada en LIGO. Una onda gravitacional es una pequeña distorsión del espacio y el tiempo, en este caso en forma de onda. Muy lejos de la fuente, el efecto es minúsculo, pero los maravillosos científicos de LIGO se las han apañado para detectar el efecto que produce en un láser que atraviesa una distancia de varios kilómetros. Pues bien, un agujero de gusano muy, muy lejano (no sé qué opinan ustedes, pero no creo probable que haya alguno cerca de Madrid) también produciría una minúscula distorsíon del espacio y del tiempo, en este caso, en forma de una diminuta variación de la fuerza de la gravedad en distintos puntos del espacio. Mis cálculos muestran que este efecto es, en principio, detectable con unos requisitos experimentales similares a los de LIGO. Por supuesto, se trata sólo de un cálculo teórico. Un hipotético experimento sería extraordinariamente sofisticado y podrían aparecer cuestiones técnicas que hicieran imposible verificar mi predicción teórica. Por otro lado, el resultado depende de la relación entre el radio del agujero de gusano y la distancia entre el objeto y el detector. Cuanto más pequeño sea el primero o más grande la segunda, más díficil sería la detección, y sobre esto es poco lo que podemos predecir: en principio, el radio del agujero podría ser infinitesalmente pequeño y la distancia infinitamente grande. Sin embargo, para una cierta ventana de tamaños y distancias la detección sería, en principio, posible. Esto sugiere que podría ser interesante profundizar en esta línea de investigación.

 Esquema de la detección, directamente extraído del artículo