Los agujeros de gusano juegan un papel clave en muchas películas de ciencia ficción, a menudo como un atajo entre dos puntos distantes en el espacio. En física, sin embargo, estos túneles en el espacio-tiempo siguen siendo puramente hipotéticos. Un equipo internacional liderado por el Dr. José Luis Blázquez-Salcedo de la Universidad de Oldenburg ha presentado ahora un nuevo modelo teórico en la revista científica Cartas de revisión física eso hace que los agujeros de gusano microscópicos parezcan menos descabellados que en teorías anteriores.

Agujeros de gusano, como agujeros negros, aparecen en las ecuaciones de la teoría general de la relatividad de Albert Einstein, publicado en 1916. Un postulado importante de la teoría de Einstein es que el universo tiene cuatro dimensiones:tres dimensiones espaciales y el tiempo como cuarta dimensión. Juntos forman lo que se conoce como espacio-tiempo, y el espacio-tiempo puede ser estirado y curvado por objetos masivos como estrellas, tanto como una lámina de goma se curvaría por una bola de metal que se hundiera en ella.

La curvatura del espacio-tiempo determina la forma en que objetos como naves espaciales y planetas, pero también ligero, muévete dentro de él. "En teoria, el espacio-tiempo también podría doblarse y curvarse sin objetos masivos, "dice Blázquez-Salcedo, quien desde entonces se ha trasladado a la Universidad Complutense de Madrid en España. En este escenario, un agujero de gusano sería una región extremadamente curva en el espacio-tiempo que se asemeja a dos embudos interconectados y conecta dos puntos distantes en el espacio, como un tunel. "Desde una perspectiva matemática, tal atajo sería posible, pero nadie ha observado nunca un agujero de gusano real, "explica el físico.

Es más, tal agujero de gusano sería inestable. Si, por ejemplo, una nave espacial volara hacia una, instantáneamente colapsaría en un agujero negro, un objeto en el que la materia desaparece, nunca ser visto otra vez. La conexión que proporcionaba con otros lugares del universo se cortaría. Los modelos anteriores sugieren que la única forma de mantener abierto el agujero de gusano es con una forma exótica de materia que tiene una masa negativa, o en otras palabras pesa menos que nada, y que solo existe en teoría. Sin embargo, Blázquez-Salcedo y sus colegas, el Dr. Christian Knoll de la Universidad de Oldenburg y Eugen Radu de la Universidade de Aveiro en Portugal, demuestran en su modelo que los agujeros de gusano también se pueden atravesar sin esa materia.

Los investigadores eligieron un enfoque "semiclásico" comparativamente simple. Combinaron elementos de la teoría de la relatividad con elementos de la teoría cuántica y la teoría de la electrodinámica clásica. En su modelo, consideran ciertas partículas elementales como los electrones y su carga eléctrica como la materia que debe atravesar el agujero de gusano. Como descripción matemática, eligieron la ecuación de Dirac, una fórmula que describe la función de densidad de probabilidad de una partícula de acuerdo con la teoría cuántica y la relatividad como un llamado campo de Dirac.

Como informan los físicos en su estudio, es la inclusión del campo de Dirac en su modelo lo que permite la existencia de un agujero de gusano atravesable por la materia, siempre que la relación entre la carga eléctrica y la masa del agujero de gusano supere un cierto límite. Además de la materia, las señales, por ejemplo ondas electromagnéticas, también podrían atravesar los diminutos túneles en el espacio-tiempo. Los agujeros de gusano microscópicos postulados por el equipo probablemente no serían adecuados para viajes interestelares. Es más, el modelo tendría que perfeccionarse aún más para averiguar si esas estructuras inusuales realmente podrían existir. "Creemos que los agujeros de gusano también pueden existir en un modelo completo, "dice Blázquez-Salcedo.