Los agujeros de gusano son soluciones teóricas a las ecuaciones de la relatividad general que describen cómo se pueden conectar dos regiones del espacio-tiempo. Esta conexión se produciría a través de un túnel, una propiedad del propio espacio-tiempo. Estas estructuras siempre han atraído la atención porque, en principio, permitirían viajes a velocidades superiores a la de la luz sin violar la relatividad general. A pesar de su fama, los agujeros de gusano siempre han permanecido en el ámbito teórico, sin ninguna evidencia observacional. En 1935, los físicos Albert Einstein y Nathan Rosen introdujeron el concepto conocido como puentes de Einstein-Rosen. Estos puentes constituyen una solución matemática que conecta regiones del espacio-tiempo mediante un túnel gravitacional. Aunque originalmente no se asociaron con agujeros de gusano, gradualmente se les vinculó con estos objetos. Sin embargo, a diferencia de estos, los puentes de Einstein-Rosen son inestables y colapsarían antes de que la información o la materia pudieran atravesarlos. Un artículo reciente propone una reinterpretación de estas soluciones de Einstein y Rosen, publicadas en 1935. El nuevo artículo sugiere que los puentes de Einstein-Rosen no corresponden a agujeros de gusano y que estas soluciones podrían estar revelando algo más profundo. Según el artículo, el trabajo de Einstein y Rosen proporciona pistas para una descripción más fundamental del espacio-tiempo, posiblemente vinculada a los efectos cuánticos de la gravedad. Puente de Einstein-Rosen Los puentes de Einstein-Rosen son soluciones a las ecuaciones de la relatividad general obtenidas del estudio de la métrica de Schwarzschild. Esta métrica es una solución a las ecuaciones de Einstein, hallada por Karl Schwarzschild, que describe los agujeros negros. Einstein y Rosen desarrollaron la solución como una conexión entre dos regiones del espacio-tiempo mediante un puente gravitacional. La idea original era que estas estructuras eliminarían las singularidades y proporcionarían una nueva interpretación del interior de un agujero negro, lo que sigue siendo una pregunta para los físicos hasta el día de hoy. En la obra original, la solución encontrada por Einstein y Rosen describe un puente simétrico que existe solo instantáneamente. En otras palabras, los puentes de Einstein-Rosen serían imposibles de atravesar porque colapsarían más rápido de lo que cualquier señal o partícula podría atravesarlos. A pesar de esta diferencia con los agujeros de gusano, posteriormente se interpretaron como un tipo de agujero de gusano que se expandiría por un tipo específico de materia. Agujeros de gusano A diferencia de los puentes de Einstein-Rosen, los agujeros de gusano son objetos que podrían atravesarse sin colapso instantáneo. Matemáticamente, son soluciones hipotéticas a las ecuaciones de la relatividad general que describen túneles en el espacio-tiempo que conectan regiones. El trabajo más famoso sobre agujeros de gusano fue propuesto por los físicos Michael Morris y Kip Thorne, quienes afirmaron que requieren la presencia de materia exótica. La materia exótica tendría una densidad de energía negativa, algo para lo cual no existe evidencia que respalde su existencia en el universo. Además, desde un punto de vista físico, los agujeros de gusano plantean problemas relacionados con la causalidad, la conservación de la energía y la coherencia con la gravedad cuántica. Por lo tanto, no existe evidencia observacional de que existan como objetos astrofísicos reales. Una nueva alternativa Recientemente, un nuevo artículo publicado en Classical and Quantum Gravity propone una alternativa mediante la reinterpretación de los puentes de Einstein-Rosen. El trabajo argumenta que el problema original abordado por Einstein y Rosen no estaba relacionado con los viajes espaciales, sino con el comportamiento de los campos cuánticos. En este enfoque, el puente de Einstein-Rosen no representa un túnel espacial, sino una estructura que surge de la simetría de las leyes físicas. Esta estructura no distingue entre pasado y futuro y se entendería como un espejo en el espacio-tiempo. El espejo conectaría dos componentes microscópicos del estado cuántico, asociados con flechas temporales opuestas. En lugar de un atajo espacial, el puente Einstein-Rosen corresponde a dos ramas complementarias del mismo estado cuántico : en una, el tiempo fluye hacia adelante y en la otra, hacia atrás. Esto ayudaría a resolver algunos problemas asociados con las simetrías presentes en la física. Una nueva explicación para el Big Bang Con este nuevo enfoque, existe la posibilidad de que el Big Bang no fuera el inicio absoluto del espacio-tiempo, sino una transición cuántica entre dos fases con flechas temporales opuestas. En este escenario, el universo habría atravesado un período de contracción que causó lo que conocemos como el Big Bang y, por lo tanto, no la singularidad predicha por la relatividad general. La expansión que observamos hoy sería la continuación natural de este proceso. Según esta interpretación, los agujeros negros funcionarían como puentes temporales entre diferentes épocas cosmológicas y no como túneles espaciales, como se imagina en los agujeros de gusano. Nuestro universo podría corresponder al interior de un agujero negro formado en otro universo. Con esta idea, el Big Bang deja de ser un inicio absoluto y se convierte en un punto entre distintas fases de la evolución del universo.
La comunidad científica global está expectante ante la publicación en la prestigiosa revista estadounidense Physical Review D de un estudio que marca un antes y un después en la física teórica. Por primera vez, se ha logrado cuantizar una teoría de la gravedad y, lo que es más importante, demostrar su consistencia. Este hito es obra de los destacados académicos Dr. Jorge Bellorín Romero y Dr. Byron Droguett Parada, del Departamento de Física de la Universidad de Antofagasta, en colaboración con el Dr. Claudio Bórquez, egresado del doctorado en Física mención Física Matemática de la misma casa de estudios. Su trabajo, titulado « Cuantización y renormalización de la teoría de gravedad de Horava «, no solo consolida la investigación chilena a nivel internacional, sino que también abre caminos inéditos para desentrañar los misterios más profundos del universo. Una candidata para describir la gravedad cuántica Durante décadas, la búsqueda de una teoría que reconcilie la relatividad general –válida para distancias cósmicas– con la mecánica cuántica –que rige el mundo subatómico– ha sido uno de los « Santos Griales» de la física. Este desafío central radica en la unificación de dos pilares esenciales de la naturaleza: la interacción gravitacional y el comportamiento del mundo microscópico. El Dr. Jorge Bellorín explica la magnitud de este problema: «Hemos logrado demostrar que una propuesta de teoría gravitacional, la teoría de Horava, postulada para lograr justamente la unificación de estos dos aspectos, es efectivamente consistente «. Este logro no es menor, ya que en física, la consistencia de una teoría es fundamental para su validez. «Luego de una serie de estudios rigurosos de varios años, logramos demostrar que la teoría de Horava está libre de inconsistencias matemáticas. En particular, en lo que respecta al problema de la aparición de valores infinitos, nosotros demostramos que los infinitos desaparecen», detalla Bellorín, confirmando que la teoría predice valores finitos para las probabilidades de ocurrencia de procesos. Esta validación es clave para que la teoría pueda ser considerada una candidata robusta para describir la gravedad a nivel cuántico. La Teoría de Horava: Una ventana al origen del universo La relevancia de este estudio se amplifica al considerar que, si la teoría cuántica fundamental es directamente la gravitatoria, y no un efecto derivado, el trabajo de los académicos de la Universidad de Antofagasta presenta la primera y única teoría gravitatoria cuántica libre de inconsistencias hasta la fecha. «Haber conseguido este logro es algo que nos llena de emoción «, confiesa Bellorín. Por su parte, el Dr. Byron Droguett resalta la trascendencia de este avance: «Una teoría cuántica permite describir, por ejemplo, el comienzo del universo o el interior de los agujeros negros «. La dificultad de hallar una teoría cuántica de la gravedad radica en su interacción con otras fuerzas fundamentales, pero este estudio ofrece una esperanza tangible. «Hay muchas propuestas de gravedad, pero esta es la primera teoría de gravedad que se ha logrado cuantizar y demostrar su consistencia», añade Droguett. Tras el desarrollo de un innovador esquema de cuantización, se demostró que la teoría cuántica de Horava es efectivamente renormalizable y, por ende, consistente como teoría fundamental, un paso gigantesco hacia la comprensión plena de la realidad. Fuente https://www.cooperativaciencia.cl
Los agujeros de gusano son soluciones teóricas a las ecuaciones de la relatividad general que describen cómo se pueden conectar dos regiones del espacio-tiempo. Esta conexión se produciría a través de un túnel, una propiedad del propio espacio-tiempo. Estas estructuras siempre han atraído la atención porque, en principio, permitirían viajes a velocidades superiores a la de la luz sin violar la relatividad general. A pesar de su fama, los agujeros de gusano siempre han permanecido en el ámbito teórico, sin ninguna evidencia observacional. En 1935, los físicos Albert Einstein y Nathan Rosen introdujeron el concepto conocido como puentes de Einstein-Rosen. Estos puentes constituyen una solución matemática que conecta regiones del espacio-tiempo mediante un túnel gravitacional. Aunque originalmente no se asociaron con agujeros de gusano, gradualmente se les vinculó con estos objetos. Sin embargo, a diferencia de estos, los puentes de Einstein-Rosen son inestables y colapsarían antes de que la información o la materia pudieran atravesarlos. Un artículo reciente propone una reinterpretación de estas soluciones de Einstein y Rosen, publicadas en 1935. El nuevo artículo sugiere que los puentes de Einstein-Rosen no corresponden a agujeros de gusano y que estas soluciones podrían estar revelando algo más profundo. Según el artículo, el trabajo de Einstein y Rosen proporciona pistas para una descripción más fundamental del espacio-tiempo, posiblemente vinculada a los efectos cuánticos de la gravedad. Puente de Einstein-Rosen Los puentes de Einstein-Rosen son soluciones a las ecuaciones de la relatividad general obtenidas del estudio de la métrica de Schwarzschild. Esta métrica es una solución a las ecuaciones de Einstein, hallada por Karl Schwarzschild, que describe los agujeros negros. Einstein y Rosen desarrollaron la solución como una conexión entre dos regiones del espacio-tiempo mediante un puente gravitacional. La idea original era que estas estructuras eliminarían las singularidades y proporcionarían una nueva interpretación del interior de un agujero negro, lo que sigue siendo una pregunta para los físicos hasta el día de hoy. En la obra original, la solución encontrada por Einstein y Rosen describe un puente simétrico que existe solo instantáneamente. En otras palabras, los puentes de Einstein-Rosen serían imposibles de atravesar porque colapsarían más rápido de lo que cualquier señal o partícula podría atravesarlos. A pesar de esta diferencia con los agujeros de gusano, posteriormente se interpretaron como un tipo de agujero de gusano que se expandiría por un tipo específico de materia. Agujeros de gusano A diferencia de los puentes de Einstein-Rosen, los agujeros de gusano son objetos que podrían atravesarse sin colapso instantáneo. Matemáticamente, son soluciones hipotéticas a las ecuaciones de la relatividad general que describen túneles en el espacio-tiempo que conectan regiones. El trabajo más famoso sobre agujeros de gusano fue propuesto por los físicos Michael Morris y Kip Thorne, quienes afirmaron que requieren la presencia de materia exótica. La materia exótica tendría una densidad de energía negativa, algo para lo cual no existe evidencia que respalde su existencia en el universo. Además, desde un punto de vista físico, los agujeros de gusano plantean problemas relacionados con la causalidad, la conservación de la energía y la coherencia con la gravedad cuántica. Por lo tanto, no existe evidencia observacional de que existan como objetos astrofísicos reales. Una nueva alternativa Recientemente, un nuevo artículo publicado en Classical and Quantum Gravity propone una alternativa mediante la reinterpretación de los puentes de Einstein-Rosen. El trabajo argumenta que el problema original abordado por Einstein y Rosen no estaba relacionado con los viajes espaciales, sino con el comportamiento de los campos cuánticos. En este enfoque, el puente de Einstein-Rosen no representa un túnel espacial, sino una estructura que surge de la simetría de las leyes físicas. Esta estructura no distingue entre pasado y futuro y se entendería como un espejo en el espacio-tiempo. El espejo conectaría dos componentes microscópicos del estado cuántico, asociados con flechas temporales opuestas. En lugar de un atajo espacial, el puente Einstein-Rosen corresponde a dos ramas complementarias del mismo estado cuántico : en una, el tiempo fluye hacia adelante y en la otra, hacia atrás. Esto ayudaría a resolver algunos problemas asociados con las simetrías presentes en la física. Una nueva explicación para el Big Bang Con este nuevo enfoque, existe la posibilidad de que el Big Bang no fuera el inicio absoluto del espacio-tiempo, sino una transición cuántica entre dos fases con flechas temporales opuestas. En este escenario, el universo habría atravesado un período de contracción que causó lo que conocemos como el Big Bang y, por lo tanto, no la singularidad predicha por la relatividad general. La expansión que observamos hoy sería la continuación natural de este proceso. Según esta interpretación, los agujeros negros funcionarían como puentes temporales entre diferentes épocas cosmológicas y no como túneles espaciales, como se imagina en los agujeros de gusano. Nuestro universo podría corresponder al interior de un agujero negro formado en otro universo. Con esta idea, el Big Bang deja de ser un inicio absoluto y se convierte en un punto entre distintas fases de la evolución del universo.
La comunidad científica global está expectante ante la publicación en la prestigiosa revista estadounidense Physical Review D de un estudio que marca un antes y un después en la física teórica. Por primera vez, se ha logrado cuantizar una teoría de la gravedad y, lo que es más importante, demostrar su consistencia. Este hito es obra de los destacados académicos Dr. Jorge Bellorín Romero y Dr. Byron Droguett Parada, del Departamento de Física de la Universidad de Antofagasta, en colaboración con el Dr. Claudio Bórquez, egresado del doctorado en Física mención Física Matemática de la misma casa de estudios. Su trabajo, titulado « Cuantización y renormalización de la teoría de gravedad de Horava «, no solo consolida la investigación chilena a nivel internacional, sino que también abre caminos inéditos para desentrañar los misterios más profundos del universo. Una candidata para describir la gravedad cuántica Durante décadas, la búsqueda de una teoría que reconcilie la relatividad general –válida para distancias cósmicas– con la mecánica cuántica –que rige el mundo subatómico– ha sido uno de los « Santos Griales» de la física. Este desafío central radica en la unificación de dos pilares esenciales de la naturaleza: la interacción gravitacional y el comportamiento del mundo microscópico. El Dr. Jorge Bellorín explica la magnitud de este problema: «Hemos logrado demostrar que una propuesta de teoría gravitacional, la teoría de Horava, postulada para lograr justamente la unificación de estos dos aspectos, es efectivamente consistente «. Este logro no es menor, ya que en física, la consistencia de una teoría es fundamental para su validez. «Luego de una serie de estudios rigurosos de varios años, logramos demostrar que la teoría de Horava está libre de inconsistencias matemáticas. En particular, en lo que respecta al problema de la aparición de valores infinitos, nosotros demostramos que los infinitos desaparecen», detalla Bellorín, confirmando que la teoría predice valores finitos para las probabilidades de ocurrencia de procesos. Esta validación es clave para que la teoría pueda ser considerada una candidata robusta para describir la gravedad a nivel cuántico. La Teoría de Horava: Una ventana al origen del universo La relevancia de este estudio se amplifica al considerar que, si la teoría cuántica fundamental es directamente la gravitatoria, y no un efecto derivado, el trabajo de los académicos de la Universidad de Antofagasta presenta la primera y única teoría gravitatoria cuántica libre de inconsistencias hasta la fecha. «Haber conseguido este logro es algo que nos llena de emoción «, confiesa Bellorín. Por su parte, el Dr. Byron Droguett resalta la trascendencia de este avance: «Una teoría cuántica permite describir, por ejemplo, el comienzo del universo o el interior de los agujeros negros «. La dificultad de hallar una teoría cuántica de la gravedad radica en su interacción con otras fuerzas fundamentales, pero este estudio ofrece una esperanza tangible. «Hay muchas propuestas de gravedad, pero esta es la primera teoría de gravedad que se ha logrado cuantizar y demostrar su consistencia», añade Droguett. Tras el desarrollo de un innovador esquema de cuantización, se demostró que la teoría cuántica de Horava es efectivamente renormalizable y, por ende, consistente como teoría fundamental, un paso gigantesco hacia la comprensión plena de la realidad. Fuente https://www.cooperativaciencia.cl