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11 de Octubre de 2019
Astrofísica

¿Sería posible detectar un agujero de gusano en el corazón de la Vía Láctea?

La existencia de uno de estos hipotéticos túneles espaciotemporales podría alterar el movimiento de las estrellas que giran alrededor del agujero negro supermasivo del centro de la galaxia.

Un agujero de gusano es un hipotético «túnel» entre dos regiones del espaciotiempo. [iStock/Rost-9D]

Los agujeros de gusano, teóricos «atajos» entre dos regiones del espaciotiempo, son controvertidos: no solo es discutible la posibilidad de viajar a través de ellos, sino que ni siquiera está claro que existan. Sin embargo, un nuevo trabajo propone un método para buscar uno en el interior de un agujero negro mediante observaciones que podrían llevarse a cabo en el próximo decenio.

En el repositorio arXiv, los físicos De-Chang Dai, de la Universidad de Yangzhou, y Dejan Stojkovic, de la de Búfalo, detallan una propuesta para determinar si Sagitario A*, el agujero negro supermasivo situado en el centro de nuestra galaxia, alberga un agujero de gusano. 

Se cree que los agujeros negros podrían alojar agujeros de gusano debido a las condiciones extremas que comparten ambos objetos. Si uno de esos agujeros de gusano existe, explican los investigadores, cualquier estrella que se encuentre al otro lado podría ejercer una influencia gravitatoria sutil pero detectable en las estrellas del nuestro. El artículo ha sido aceptado para su publicación en Physical Review D.

«La gente está hablando de agujeros de gusano transitables», señala Stojkovic. «Así que pensamos: si las partículas son capaces de atravesarlos, los campos —como el electromagnético o el gravitatorio— también. De modo que, si me encuentro en un lado del agujero de gusano, podría sentir lo que hay en el otro.»

Stojkovic y Dai afirman que, si se estudiase el movimiento de las estrellas de nuestro lado (como S2, una estrella que orbita a unas 17 horas luz de Sagitario A*), sería posible hallar aceleraciones minúsculas pero perceptibles causadas por la presencia de un agujero de gusano. Los dos científicos calculan que si los telescopios logran medir el movimiento de S2 con una precisión de 0,000001 metros por segundo al cuadrado, las observaciones podrían revelar la «huella» de una estrella no mucho más grande que nuestro Sol que tirase de S2 desde el otro lado del agujero de gusano.

En caso de que existan, hay dudas sobre si los agujeros de gusano unen dos puntos de nuestro propio universo o de dos universos paralelos. Pero la diferencia no es relevante para los propósitos de Dai y Stojkovic, ya que cualquiera de los dos escenarios debería producir efectos detectables similares. 

Evidentemente, hallar una pequeña aceleración que pudiera corresponder a una estrella situada en el otro lado de un agujero de gusano no demostraría la existencia de este (podría deberse a la presencia de otros agujeros negros menores en las inmediaciones, por ejemplo), pero podría apuntar en esa dirección. Si no se detectase ninguna aceleración, la presencia de un agujero de gusano en Sagitario A* parecería quedar descartada, ya que cabe esperar que al otro lado de este pasadizo también existiera un agujero negro supermasivo con estrellas a su alrededor.

Cosimo Bambi, de la Universidad Fudan de China, que no participó en el estudio, señala que no hallar ningún movimiento anómalo podría tener implicaciones tan importantes como las de una detección. Pero advierte que emocionarse con estas mediciones tal vez resulte algo prematuro. «Por supuesto, [el estudio] podría ser demasiado optimista», asegura. «Pero, en principio, [lo que plantea] es posible. Ahora mismo, a partir de las observaciones actuales, no podemos descartarlo [los agujeros de gusano]. A veces uno descubre algo incluso cuando no descubre nada.»

Para que la idea de Stojkovic y Dai funcione, el hipotético agujero de gusano del interior de Sagitario A* debría carecer de horizonte de sucesos (el límite más allá del cual la inexorable atracción de la gravedad no permite que nada, ni siquiera la luz, pueda escapar). «Básicamente no habría horizonte de sucesos: sería solo una puerta que permite ir al otro lado y volver», continúa Bambi. «Es cierto que, en algunos casos, un agujero negro puede ser un agujero de gusano. Pero aquí estamos hablando de agujeros de gusano transitables».

Kirill Bronnikov, de la Universidad Rusa de la Amistad de los Pueblos, que tampoco participó en la investigación, también se muestra cauto. «En general, es razonable», concede. «Los cuerpos que se mueven a un lado [de un agujero de gusano] pueden afectar a los del otro.» Sin embargo, si dicho agujero de gusano estuviera completamente contenido en un agujero negro como Sagitario A*, los efectos del horizonte de sucesos de este último harían que nunca supiéramos con certeza si está allí. «Si hay un agujero de gusano en el interior de un agujero negro, entonces la idea principal de este estudio no funciona», añade.

Stojkovic puntualiza que, para que el agujero de gusano fuera transitable, su «boca» debería ser más grande que el horizonte de sucesos del agujero negro. «Un observador en el exterior del agujero de gusano solo vería un agujero negro que sostiene la estructura del agujero de gusano», señala. «Si la boca es más pequeña o igual [que el horizonte de sucesos], entonces el agujero de gusano no es transitable, porque del horizonte no puede salir nada.»

Sin embargo, descubrir con certeza si hay un agujero de gusano en el centro de nuestra galaxia podría estar al alcance. Stojkovic indica que la mejora de los métodos de observación podría permitir, más pronto que tarde, usar instrumentos como GRAVITY, en el Telescopio Muy Grande (VLT) de Chile, para detectar las perturbaciones inducidas por un agujero de gusano en S2. «Todo lo que necesitamos es un análisis estadístico un poco más preciso», dice. «Pongamos 10 años. No es una locura, estamos cerca de lograrlo.»

Jonathan O'Callaghan

Referencia: «Observing a wormhole», De-Chang Dai y Dejan Stojkovic en arXiv:1910.00429 [gr-qc], 30 de septiembre de 2019.

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