Desde 2015, las colaboraciones científicas Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) y Virgo han detectado ondas gravitacionales de la fusión de dos agujeros negros, inaugurando una nueva era en el estudio del Cosmos. Pero ¿y si esas ondas de espacio-tiempo no fueron producidas por agujeros negros, sino por otros objetos exóticos? Un equipo de físicos europeos ofrece una alternativa: agujeros de gusano, que se pueden atravesar para aparecer en otro universo.
Para empezar, nunca nadie ha visto un agujero negro directamente (ni puede, hasta donde sabemos). Sin embargo, los científicos han deducido su existencia a partir de una multitud de experimentos, modelos teóricos y observaciones indirectas, como la detección reciente de las ondas gravitacionales, que se supone que se originan en la colisión de dos de estos oscuros monstruos gravitacionales.
Pero hay un problema con los agujeros negros: presentan un borde, llamado horizonte de sucesos, del cual la materia, la radiación o cualquier cosa que entre no pueden escapar. Esto crea un conflicto con la mecánica cuántica, cuyos postulados aseguran que la información siempre se preserva y no se pierde.
Una de las formas teóricas de lidiar con este conflicto es explorar la posibilidad de que los supuestos agujeros negros que observamos de forma indirecta no sean tales, sino más bien algún tipo de objeto compacto exótico (ECO en idioma Inglés), como los agujeros de gusano, que en teoría presentan una particularidad: no tienen un horizonte de eventos, y su marca puede interpretarse como ondas gravitacionales, similares a las registradas por LIGO y Virgo.
«La parte final de la señal gravitacional observada por estos dos detectores – lo que se conoce como ringdown – corresponde a la última etapa de la colisión de dos agujeros negros, y tiene la propiedad de extinguirse por completo luego de un corto período de tiempo debido a la presencia del horizonte de eventos «,
explican los investigadores españoles Pablo Bueno y Pablo A. Cano de la Universidad KU Leuven (Bélgica).
Para entenderlo mejor, la forma de la onda gravitacional asociada a un agujero negro perturbado se corresponde con una «onda sinusoidal amortiguada» llamada estabilización o ringdown, en idioma inglés.
Sin embargo, si no hubiera horizonte, esas oscilaciones no desaparecerían por completo; en cambio, después de un cierto tiempo, producirían una serie de «ecos», de forma similar a lo que ocurre con el sonido en un pozo. Curiosamente, si en lugar de agujeros negros tuviéramos un ECO, el ringdown podría ser similar, por lo que necesitamos determinar la presencia o ausencia de los ecos para distinguir los dos tipos de objetos .
Esta posibilidad ha sido explorada teóricamente por varios grupos y ya se han realizado análisis experimentales tentativos utilizando la fecha original de LIGO, el veredicto ha sido (hasta ahora) inconcluso.
Rotar agujeros de gusano
En este contexto, el equipo de la Universidad KU Leuven, en el que también ha participado el profesor Thomas Hertog, ha presentado un modelo que predice cómo se detectarían las ondas gravitacionales causadas por la colisión de dos ECO específicos: agujeros de gusano giratorios.
«Los agujeros de gusano no tienen un horizonte de eventos, sino que actúan como un atajo de espacio-tiempo que se puede atravesar, una especie de garganta muy larga que nos lleva a otro universo»,
explica Pablo Bueno. Aún más, los agujeros de gusano también tienen rotación, una propiedad que tienen en común con los llamados ‘agujeros negros Kerr’, que se supone corresponden a los objetos involucrados en la producción de las ondas gravitacionales detectadas por LIGO.
Según el estudio, publicado por Physical Review D, los gráficos obtenidos con el nuevo modelo no difieren mucho de los registrados hasta ahora, a excepción de los ecos, que actúan como un claro elemento diferenciador. Si LIGO o Virgo o la próxima generación de instrumentos confirman los ecos, entonces sería una prueba prácticamente irrefutable de que no existen los agujeros negros astrofísicos, mencionan los investigadores españoles. Y concluyen que si el resultado fuera positivo, sería uno de los mayores descubrimientos en la historia de la física.
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