Agujeros de gusano

eDefinición
La definición topológica de agujero de gusano no es intuitiva. Se dice que en una región compacta del espacio-tiempo existe un agujero de gusano cuando su conjunto frontera es topológicamente trivial pero cuyo interior no es simplemente conexo. Formalizar esta idea conduce a definiciones como la siguiente, tomada del Lorentzian Wormholes de Matt Visser:
Si un espacio-tiempo deLorentz contiene una región compacta Ω y si la topología de Ω es de la forma Ω ~ R x Σ, donde Σ es una de las tres formas múltiples de topología poco trivial, cuya frontera tiene topología de la forma dΣ ~ S², y si además lashipersuperficies Σ son de tipo espacial, entonces, la región Ω contiene un agujero de gusano intra-universal cuasipermanente.
Caracterizar agujeros de gusano del inter-universo esmás difícil. Por ejemplo, podemos imaginar un universo "recién nacido" conectado a su "universo progenitor" por un "ombligo" estrecho. Cabría considerar el ombligo como la garganta de un agujero de gusano, por la cual el espacio-tiempo está conectado.
[editar]Plausibilidad
Se sabe que los agujeros de gusano de Lorentz son posibles dentro de la relatividad general, pero la posibilidad física deestas soluciones es incierta. Incluso, se desconoce si la teoría de la gravedad cuántica que se obtiene al condensar la relatividad general con la mecánica cuántica, permitiría la existencia de estos fenómenos. La mayoría de las soluciones conocidas de la relatividad general que permiten la existencia de agujeros de gusano atravesados requieren la existencia de materia extraña, una sustanciateórica que tiene densidad negativa de energía. Sin embargo, no ha sido matemáticamente probado que éste sea un requisito absoluto para este tipo agujeros de gusano atravesados, ni ha sido establecido que la materia exótica no pueda existir.
No se sabe aún (2011) empíricamente si existen agujeros de gusano. Una solución a las ecuaciones de la Relatividad General (tal como la que hiciera L. Flamm) quepudiera hacer posible la existencia de un agujero de gusano sin el requisito de unamateria exótica — sustancia teórica que poseería una densidad de energía negativa— no ha sido todavía verificada. Muchos físicos, incluido Stephen Hawking ( con su conjetura de protección cronológica de Hawking) consideran que a causa de lasparadojas, (¿o acaso aporías?), que un viaje en el tiempo a través de unagujero de gusano implicaría que existiría algo fundamental en las leyes de la física que impide tales fenómenos (ver censura cósmica).
En marzo de 2005, Amos Ori visualizó un agujero de gusano que permitía viajar en el tiempo, sin precisar materia exótica y satisfaciendo todas las condiciones energéticas. La estabilidad de esta solución es incierta, por lo que sigue sin estar claro si se requeriríauna precisión infinita para que se formase y permitiese el viaje en el tiempo, y también si los efectos cuánticos protegerían la secuencia cronológica del tiempo en este caso.
[editar]Métrica de los agujeros de gusano
Las teorías sobre la métrica de los agujeros de gusano describen la geometría del espaciotiempo de un agujero de gusano y sirven de modelos teóricos para el viaje en el tiempo. Unejemplo simple de la métrica de un agujero de gusano atravesado podría ser el siguiente:

Un tipo de métrica de agujero de gusano no atravesado es la solución de Schwarzschild:

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Métrica de Schwarzschild

Una representación del paraboloide de Flamm, cuya curvatura geométrica coincide con ladel plano de la eclíptica o ecuatorial de una estrella esféricamente simétrica.
La métrica de Schwarzschild es una solución exacta de las ecuaciones de Einstein del campo gravitatorio que describe el campo provocado por una estrella o masa esférica. Este tipo de solución puede considerarse una descripción relativista aproximada del campo gravitatorio del sistema solar (Región I). Y bajo...