Los agujeros de gusano están entre los fenómenos más misteriosos y atractivos que la ciencia admite: son atajos entre diferentes regiones del espacio-tiempo. Se los puede visualizar como un “puente” que une dos regiones diferentes del universo y por eso son frecuentemente “usados” en la Ciencia Ficción. Por ejemplo, en el film Interestelar un agujero de gusano cerca de Saturno permite a los astronautas viajar a otra galaxia en busca de un nuevo hogar para la humanidad.
Sin embargo, los agujeros de gusano son hasta el momento objetos conjeturales. Es decir, si bien su existencia es compatible con la física que conocemos, hasta el momento no se han detectado en el universo.
Si alrededor de los agujeros de gusano hubiese, por ejemplo, gas, polvo y campos magnéticos, la gravitación asociada a estos objetos los atraería. Este proceso, denominado “acreción” en la jerga científica, podría dar lugar a una enorme liberación de energía tal como se observa en los agujeros negros. Un equipo de científicos de la Universidad Nacional de La Plata, determinó -mediante la resolución de complejas ecuaciones matemáticas- que los agujeros de gusano rotantes también pueden producir chorros de energía electromagnética en el proceso de acreción de materia y campos magnéticos.
Este “puente” conector, que son los agujeros de gusano, se caracteriza por tener un radio mínimo, denominado garganta, y en sus versiones más simplificadas, presenta dos bocas, cada una en un extremo del puente, permitiendo el paso de materia y campos en ambas direcciones. Para que el agujero de gusano sea estable y atravesable, la materia que se encuentra en la garganta debe ejercer repulsión gravitacional; este tipo de materia que viola la llamada “condición de energía nula” se denomina materia exótica. En la Figura 1 se muestra un diagrama esquemático de esta clase de objetos.
En las últimas décadas hubo numerosos trabajos que exploran las implicaciones astrofísicas asociadas a los agujeros de gusano; cabe mencionar que el Dr. Gustavo E. Romero, actual director del Instituto Argentino de Radioastronomía, junto a colegas de la Universidad Nacional de La Plata fueron pioneros en esta clase de investigaciones. Mostraron que si un agujero de gusano actuase como lente gravitacional, el campo repulsivo de la materia exótica produciría imágenes muy peculiares desde el rango óptico hasta altas energías. Desde entonces, se han llevado a cabo diferentes estudios para determinar un límite máximo a la cantidad de materia exótica en forma de agujeros de gusano en el universo.
En un trabajo, enmarcado en la tesis de Licenciatura en Astronomía de Milos Ertola Urtubey, quien fue dirigido por la Dra. Daniela Pérez en la Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica, se investigó una posible manifestación astrofísica de los agujeros de gusano en el universo que hasta el momento no había sido explorada. Se observa que los agujeros negros, no sólo “devoran” todo lo que tienen a su alrededor sino que también, parte de la materia que va cayendo (y no atraviesa el horizonte de eventos) es expulsada en forma de chorros muy colimados (jets, en inglés), que se mueven a velocidades cercanas a la de la luz. ¿Esto mismo podría ocurrir en agujeros de gusano?
Fotos: Eliana Peluffo
La Doctora en Ciencias Astronómicas Daniela Pérez explicó: “en la actualidad existen varios modelos para explicar el lanzamiento, colimación y aceleración de jets, siendo uno de los más estudiados el de Blandford-Znajek. ¿Cuáles son los ingredientes esenciales para que este mecanismo funcione? Básicamente 2: tener un objeto central compacto que rote y que haya presente un campo magnético”.
Los agujeros de gusano rotantes, al igual que los agujeros negros, al estar girando “arrastran” el espacio-tiempo a su alrededor; esto significa que si cayeramos al agujero de gusano, a partir de una cierta región, contenida en una superficie llamada ergosfera, comenzaríamos a rotar con el objeto. Si ahora en la región ergosféra se tiene un campo magnético, éste comenzaría a retorcerse. El resultado es la generación de un flujo electromagnético, que acaso podría dar lugar a la formación de jets relativistas.
El Lic. en Ciencias Astronómicas Milos Ertola Urtubey pudo mostrar que efectivamente, los agujeros de gusano rotantes pueden producir un flujo electromagnético en el proceso de acreción de materia y campos magnéticos. Para ello analizó en particular una solución de las ecuaciones de Einstein que describe un agujero de gusano rotante, el agujero de gusano de Damour-Solodukhin.
“El Lic. Ertola Urtubey consideró un modelo particular para la geometría del campo magnético, este último siendo generado por partículas cargadas en un plasma en forma de disco que es acretado por el objeto. Mediante una serie de cálculos analíticos, determinó el valor del flujo electromagnético generado para distintos valores de los parámetros que caracterizan la geometría del agujero de gusano. Mostró que para valores altos del momento angular, el flujo electromagnético asociado a esta clase de agujeros de gusano es comparable a los producidos por agujeros negros que rotan muy rápido”, explicó la directora de la investigación.
Estos resultados fueron publicados recientemente en la revista “The European Physical Journal C”. Milos Ertola Urtubey, Daniela Pérez, Gustavo E. Romero, Outgoing electromagnetic flux from rotating wormholes, Eur. Phys. J. C (2024) 84:1163
