Wormholes: túneles a través del espacio y el tiempo

Uno de los problemas que hay al imaginar viajes a otros planetas en películas y novelas de ciencia-ficción es que las distancias entre unas estrellas y otras son gigantescamente enormes. La estrella más cercana a nuestro sistema solar está a más de 4 años-luz. Es decir, viajando a la velocidad de la luz (300,000 kilómetros por segundo) tomaría más de 4 años llegar hasta allá, y lo mismo para regresar. Esto haría a series como “Star Trek” muy aburridas pues en vez de que el capitán dé la orden para ir a un nuevo planeta y solo le tome al Enterprise el tiempo de unos pocos comerciales en llegar, habría que esperar cientos de episodios y años enteros en los que esencialmente nada interesante pasaría. Y viajar a la velocidad de la luz o más rápido está totalmente prohibido por las leyes de la física. La Relatividad de Einstein es muy clara al respecto, y hasta ahora jamás ha fallado en ninguna de sus predicciones sobre nuestro universo.

Desde los años 50 los escritores de ciencia-ficción serios (que aunque saben que lo que escriben es puro entretenimiento y no es verdad, pues quieren que sea creíble y no contradiga nuestro conocimiento científico actual) le han buscado la vuelta a esta prohibición a viajar más rápido que la luz. Sus esperanzas se basaban en el hecho de que en relatividad toda la física es local. Todo movimiento e interacción física en cada punto del espacio y del tiempo solo puede afectar a sus vecinos inmediatos. Pero la física (en particular la otra gran teoría de la Mecánica Cuántica) permite entidades extendidas por todo el espacio como los campos de fuerza e interacciones no-locales mediadas por estos campos entre eventos en el espaciotiempo causalmente desconectados entre sí. Estas interacciones no-locales se podían usar como dispositivos científicamente aceptables para transmitir información, personas y naves espaciales entre dos eventos tan distantes entre sí que la luz no le diese tiempo de ir de uno al otro.

Esto suena interesante, y a muchos físicos serios le picó la curiosidad. Aunque todavía nadie ha visto tal cosa como una transmisión de información entre dos partículas en menos tiempo del que le tome a la luz misma llevar esa información, ¿será esto posible? Es decir, ¿hay algo en las leyes de la física según las conocemos que impida esto?

La teoría de la relatividad lo que dice es que nada viajando por el espacio cuadrimensional en que vivimos le puede pasar por el lado a un haz de luz (o sea, tener una velocidad local mayor que la de la luz). Pero este espaciotiempo nuestro es maleable, y por tanto se puede doblar y deformar. Nada impide que uno pueda “doblar” el espacio y el tiempo de tal manera que dos puntos que antes estaban lejos luego estén mucho más cerca. Sabemos que la gravedad puede doblar el espaciotiempo pues lo vemos ocurrir en huecos negros, pulsares y bien cerca de la superficie de estrellas.

Ya en 1930 Einstein y un colaborador suyo, Nathan Rosen, habían encontrado que la solución matemática para un hueco negro de Schwarszchild se podía continuar sin contradicción ninguna hasta otro hueco negro idéntico en otro universo (o en otra parte de nuestro universo). A esta construcción matemática en relatividad se le conoce como el puente de Einstein-Rosen. Esta fue la primera indicación de que la teoría de la relatividad permitía topologías en las que diferentes partes del espacio se podían conectar entre sí gracias a la capacidad del espaciotiempo de poderse doblar. John Wheeler llamó a estos atajos de espaciotiempo curvo “wormholes” por la idea de que si el espacio era como la superficie de una manzana, entonces estos atajos interdimensionales eran como el agujero que hacia un gusano por dentro de la manzana.

Los “wormholes” son útiles si la distancia que se recorre a través de ellos es menor a la que se recorrería en el espacio normal. Si la luz tiene que tomar el camino largo de las geodésicas en el espacio normal uno podría llegar a otro punto del espacio ANTES QUE LA LUZ sin viajar más rápido que la luz. Sería como en el cuento de Caperucita Roja cuando el lobo la manda a irse por un camino largo y tortuoso mientras él coge un atajo para llegar antes a la casa de la abuelita.

Pero todo esto dependía de la existencia de un supuesto hiperespacio de dimensiones adicionales a las cuatro de la relatividad que describe nuestro universo. Pero en ciencia suponer que algo puede existir no es suficiente, hay que ver como probar su existencia. Es decir, para que un ente hipotético en física sea creíble hay que poder verlo o decir como construir un aparato para poder verlo. Hablar de dimensiones adicionales es bueno en ciencia-ficción como entretenimiento, pero para que esto sea posible en la realidad habría que en principio poder probar su existencia con efectos medibles y constatables.

Así que la pregunta de interés para los físicos es: ¿cómo podríamos ver y/o construir un wormhole según las leyes de la física? Una muy interesante pregunta que dejaremos para la próxima entrada de este su blog favorito de ciencias. No se la pierdan. Que suspenso, ¿no?

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