¿Hay una forma de diferenciar los agujeros negros normales de los agujeros de gusano? Sí, según un nuevo modelo.
Un equipo de físicos de la Universidad de Sofía en Bulgaria ha descubierto cómo averiguar si un agujero negro es en realidad un agujero de gusano por el que teóricamente se podría viajar en el espacio-tiempo.
¿Hemos visto ya un agujero de gusano?
Los agujeros de gusano son estructuras teóricas del cosmos que, si se demuestra que existen, podrían ser capaces de conectar puntos muy distantes en el espacio-tiempo (a través de una especie de túnel espaciotemporal). Si bien forman parte del imaginario habitual del campo de la ciencia ficción, en la física, también han fascinado a los científicos y parte de ello tiene que ver con el hecho de que la propia existencia de los agujeros de gusano es consistente con la teoría general de la relatividad de Einstein.
La teoría postula que estos objetos podrían extender cantidades infinitas de espacio-tiempo, lo que significa que podrían unir regiones distantes del universo que, de otro modo, tardarían eones en atravesar por medios normales.
Los agujeros negros son gigantes cósmicos que absorben toda la materia y la luz circundantes (ni la luz escapa de su atracción gravitatoria). Durante años, los físicos han teorizado que, en algunos casos, esta materia puede ser desviada a "agujeros blancos" en otras partes del universo, que expulsan la materia en forma de partículas y radiación.
Pero, ¿cómo los diferenciamos?
Según este nuevo trabajo publicado en la revista Physical Review D, podríamos ser capaces de notar la diferencia entre un agujero de gusano (o puente de Einstein-Rosen) y un agujero negro regular usando luz que ha viajado en círculos alrededor de la boca del agujero negro: por la polarización lineal producida por los discos de acreción, las formaciones giratorias de materia visibles alrededor de los agujeros negros y otros objetos astronómicos. que consisten principalmente en gases, plasma o polvo estelar. Si existen, esta cualidad podría permitir que los astrónomos los detectaran.
Partiendo del primer agujero negro del que obtuvimos una imagen
En 2019, los astrónomos utilizaron la red de observatorios de radio Event Horizon Telescope (EHT) para capturar la primera imagen directa de un agujero negro, un gigante distante conocido como M87*. Los investigadores querían determinar si los datos de EHT sobre la polarización de la luz alrededor del agujero negro podrían usarse para diferenciar entre un agujero de gusano atravesable y un agujero negro al uso.
Con base en estas comparaciones, el equipo pudo producir un modelo nuevo y simplificado de la garganta de un agujero de gusano hipotético, lo que les permitió hacer predicciones sobre cómo la materia que lo rodea podría comportarse de manera diferente a la materia que es absorbida por un agujero negro.
Así, la 'garganta' de un agujero de gusano podría parecerse mucho a los agujeros negros descubiertos anteriormente, incluido Sagitario A*, el agujero negro ubicado en el centro de nuestra galaxia.
¿Podría ser M87* un agujero de gusano?
Detectar agujeros de gusano es problemático, principalmente porque estas estructuras alucinantes hipotéticamente serían casi indistinguibles de los agujeros negros.
Sea como fuere, su modelo informático mostró que la radiación que emana de los agujeros negros podría ser casi pero no imposible de diferenciar de la radiación que rodea el exterior de un agujero de gusano. Eso sí, la diferencia en la cantidad de polarización de la luz emitida por un agujero negro y un agujero de gusano sería inferior al cuatro por ciento.
Según la lógica usada para este método, el propio M87* bien podría ser un agujero de gusano. De hecho, los agujeros de gusano podrían estar al acecho al final de los agujeros negros en todas partes, y no tendríamos una forma fácil de saberlo. Al menos por el momento. Todavía no disponemos de observaciones fiables de este tipo de luz que emana de los alrededores de un agujero negro.
Una forma interesante por la que podríamos intentar detectar agujeros de gusano consistiría en observar indirectamente los agujeros de gusano sospechosos con la ayuda de lentes gravitacionales, lo que podría revelar algunas de las propiedades que el modelo del equipo sugiere que podrían diferenciar tales estructuras de los agujeros negros.
“Hace diez años, los agujeros de gusano estaban completamente en el área de la ciencia ficción; ahora, se están acercando a las fronteras de la ciencia y la gente está buscando activamente. Así que lentamente estamos haciendo un registro de todas las firmas de observación de agujeros negros y agujeros de gusano y observando uno por uno cuáles son prometedores para la detección futura”, concluyen los autores.
Referencia: Polarized image of equatorial emission in horizonless spacetimes: Traversable wormholes Valentin Deliyski, Galin Gyulchev, Petya Nedkova, and Stoytcho Yazadjiev Phys. Rev. D 106, 104024 – Published 10 November 2022 doi = {10.1103/PhysRevD.106.104024}, https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.106.104024}
