
Un gran poder conlleva una gran responsabilidad.
El mundo aún no está preparado para un blog como éste.
29 junio 2009
¡2048!
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23 junio 2009
Construyendo una máquina del tiempo (cuarta fase, y última)
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El doctor Jekyll reflexiona durante un instante y comienza a verlo todo claro. Y yo, que estoy escribiendo este post y soy el que mueve los hilos de mis dos marionetas os lo paso a contar de la manera más clara que me sea permitida.
¿Qué sucedería si el agujero de gusano que mantiene en estrecho contacto a Jekyll con Hyde no estuviera presente? Para entender esta circunstancia, hay que recordar la teoría de la relatividad especial de Einstein. Como Hyde ha estado viajando por el espacio a una velocidad del orden de la de la luz en el vacío, el tiempo de su nave ha transcurrido a diferente ritmo que el tiempo en el laboratorio terrestre de su colega el doctor Jekyll; de hecho, el viaje de ida y vuelta ha durado menos medido en tiempo de la nave que en tiempo del laboratorio. Así pues, cuando Hyde regresa es más joven que Jekyll (como son dos versiones de la misma persona, inicialmente, antes de emprender la aventura, tenían la misma edad). En realidad, lo que ha sucedido es que Hyde ha viajado a su futuro y se ha encontrado con una versión "buena" de su personalidad desdoblada, pero de más edad. Ahora bien, si el bueno del doctor Jekyll se dejase guiar por el reloj de su "yo mezquino" podría considerar que, tras ingerir la pócima milagrosa, ha rejuvenecido o, equivalentemente, que ha viajado a su propio pasado. Sólo que esto último no deja de ser un sueño.
Volvamos de nuevo a la situación que están viviendo nuestros dos protagonistas, uno en el centro de estudios avanzados y el otro a bordo de la nave espacial. ¿Por qué el primero observa la rampa de lanzamiento vacía si lo hace por el espacio ordinario, mientras es testigo del aterrizaje echando un vistazo a través de la boca del agujero de gusano situada en el laboratorio? Muy sencillo, los relojes de Jekyll y Hyde han permanecido sincronizados en todo momento a través del agujero de gusano, pero se han desincronizado por fuera del mismo como consecuencia del efecto de la dilatación temporal relativista. En otras palabras, lo que Hyde ve a través de la boca del agujero de gusano a bordo de la nave es su pasado, un instante de tiempo en la Tierra en el que aún no ha aterrizado y que es corroborado por lo que Jekyll le está diciendo desde el otro extremo del agujero de gusano. Inversamente, el bondadoso doctor, cuando mira a través de la boca situada en el laboratorio no hace otra cosa que asistir a su propio futuro, a un momento del tiempo que aún no ha tenido lugar en la Tierra. Si cualquiera de nuestros dos amigos se introdujese en el interior del agujero de gusano, viajaría de forma prácticamente instantánea, bien hacia el futuro (Jekyll), bien hacia el pasado (Hyde). El agujero de gusano se ha transformado en una máquina del tiempo que conecta dos instantes separados en el flujo temporal por una cantidad que depende de la velocidad a la que se ha desplazado la nave y de la distancia recorrida. De esta manera, ha quedado establecida una diferencia temporal permanente entre las dos bocas. Se puede entrar por una de ellas y viajar en el tiempo un determinado lapso del mismo al salir por la otra, repitiendo la maniobra casi todas las veces que se desee y acumulando horas, días e incluso años. La única limitación existente consiste en que jamás se podrá retroceder al pasado hasta una fecha anterior a la construcción de la máquina.
A la vista del párrafo anterior, parece claro que nuestro invento está terminado y listo para poder utilizarse a capricho, siempre que seamos capaces de llevar a cabo todas las tareas que os he ido exponiendo en las entradas anteriores o, alternativamente, que una civilización mucho más avanzada que la nuestra (los veguianos, por ejemplo) haya llevado a cabo el trabajo por nosotros. Sin embargo, son muchos los inconvenientes que pueden surgir. Uno de ellos tiene que ver con lo siguiente: ¿qué sucede una vez efectuado el viaje de la nave pilotada por Hyde cuando las dos bocas del agujero de gusano, debidamente desfasadas en el tiempo, vuelven a acercarse entre sí, dando lugar a la máquina del tiempo propiamente dicha? ¿No podría suceder que la luz que viajase a través de la garganta del agujero regresase viajando por el espacio normal y volviese a penetrar por la misma boca que lo había hecho inicialmente, pero en un instante de tiempo previo al primero? ¿No se encontrarían dos versiones de la misma luz, duplicando así su energía? ¿Y no sería posible que el proceso volviese a repetirse, una vez más, duplicándose de nuevo la energía inicial? ¿Y si sucediese esto una y otra vez hasta hacerse infinita la energía? ¿No se produciría la autodestrucción del mismísimo agujero de gusano?
Con el fin de evitar esta aparentemente insalvable dificultad, sería deseable evitar el acercamiento mutuo entre las dos bocas del agujero. ¿Cómo hacer esto, es decir, mantener las dos entradas (o salidas, según se mire) alejadas entre sí y seguir teniendo una máquina del tiempo en el laboratorio? (si ambas están separadas por millones de kilómetros, la máquina del tiempo no resulta demasiado eficaz que digamos, aunque continuaría siendo un excelente medio de transporte interestelar hiperveloz). La solución del problema consiste en disponer de un segundo agujero de gusano (el desfase temporal entre sus bocas no sería necesario), con sus bocas respectivas situadas adyacentes a las de nuestra máquina del tiempo (estas últimas podrían estar todo lo alejadas entre sí que quisiéramos). De esta forma, entrando por la boca 1 de nuestra máquina del tiempo saldríamos por la boca 2 en un instante distinto del futuro o del pasado, saltaríamos a la boca 2 del nuevo agujero de gusano, que se encuentra allí mismo, viajaríamos por este segundo agujero y saldríamos de nuevo por su boca 1, que se encuentra al lado de la boca 1 de la máquina.
Finalmente, regresemos de nuevo al momento en que nuestra querida doctora Arroway se dispone a introducirse en la cápsula a bordo de la que emprenderá su ansiado viaje hasta Vega. Comienza la cuenta atrás y… allá va. Al principio nota un suave traqueteo, pero enseguida la vibración empieza a intensificarse. Experimenta toda una serie de sensaciones extrañas y desconocidas. (NOTA: las dos últimas frases no guardan relación alguna con el sexo con ayuda de dildos). De repente, todo se detiene y vuelve la calma, pero tan sólo dura un instante. A continuación, de nuevo la misma experiencia que se repite varias veces más. Ha viajado a través de unos cuantos agujeros de gusano intercomunicados. Por fin, llega a su destino y allí asiste a unos acontecimientos que marcarán profundamente para siempre su vida. A su regreso, el sistema de grabación de a bordo únicamente muestra 18 horas de ruido, ni imagen ni sonido, nada que corrobore su increíble experiencia. Desde el centro de control de la misión, en tierra, el periplo de Ellie tan sólo ha durado unos segundos; aparentemente el viaje nunca tuvo lugar. Curiosamente, nadie había advertido que el sistema de transporte interestelar de los veguianos llevaba asociado un curioso “efecto secundario”. El entramado compuesto por varios agujeros de gusano entrelazados se había convertido en una máquina del tiempo, una cuyas bocas extremas estaban desfasadas temporalmente en 18 horas. Elleanor Arroway había, en efecto, entrado en contacto con una civilización extraterrestre, había permanecido con ellos 18 horas, pero había regresado antes de partir...
Para saber más:
- Hiperespacio. Michio Kaku.
- Cómo construir una máquina del tiempo. Paul Davies.
- Black holes, wormholes and time machines. Jim Al-Khalili.
- The science of Doctor Who. Paul Parsons.
- El futuro del espaciotiempo. Stephen Hawking y otros.
- Time machines. Paul J. Nahin.
- Los nuevos viajeros en el tiempo. David Toomey.
17 junio 2009
Construyendo una máquina del tiempo: tercera fase
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En la entrada anterior habíamos dejado a la idealista doctora Arroway con la miel en los labios, ya que con un agujero de gusano del tamaño de una miserable longitud de Planck, la verdad es que poca cosa puede hacer, salvo que ella misma quiera someterse a una implosión semejante a la experimentada por la burbuja de quarks-gluones y quedarse con una talla de pecho que a ver dónde se va a comprar lo sujetadores como no sea en “Lencería Planck”. En fin, que Ellie, más bien, va a necesitar una buena cantidad de materia exótica si lo que pretende es evitar que la garganta del agujero de gusano cuántico se cierre antes de que se dé cuenta y arruine su periplo hasta Vega. Pero éste no será el único problema. Además de incrementar su tamaño para que un ser humano pueda transitar por él, el viaje por el agujero de gusano debe resultar confortable, es decir, la gravedad en su interior debe ser soportable. Se necesita, pues, como ya dije antes, una buena dosis de materia con propiedades antigravitatorias (masa negativa) que compense en parte las descomunales fuerzas atractivas reinantes que tienden a llevar el agujero de gusano a colapsar en tiempos extremadamente cortos. Una cosa está clara y es que cuanta más materia exótica tengamos en el almacén tanto mayor podremos hacer el diámetro de las bocas de nuestro agujero (buf, qué mal suena esta frase). Sin embargo, los cálculos nos muestran la cruda realidad. Una boca de, aproximadamente, un metro de diámetro requiere una cantidad de materia exótica del orden de la masa de un planeta semejante a Júpiter. Y ya sabéis lo difícil que resulta encontrar la susodicha, que ni con el célebre efecto Casimir se consiguen cantidades apreciables. Quizá esta sea la razón por la que en la película Contact únicamente puede viajar un solo pasajero a bordo de la máquina; simplemente el agujero de gusano no se podía hacer mayor. Ni los veguianos se libran de la crisis del mercado de materia exótica.Ahora bien, una civilización suficientemente avanzada como parecen ser los veguianos que, tan amablemente, envían a los atrasados terrícolas las instrucciones tridimensionales de un hiperveloz vehículo de transporte interestelar bien podría conocer algún medio o técnica para sintetizar cantidades enormes de masa negativa o, alternativamente, haber descubierto fuentes naturales de la misma, como en las hipotéticas cuerdas cósmicas formadas en los primeros instantes posteriores al nacimiento del universo, tal y como lo conocemos. Sea como fuere, supongamos que hemos sido capaces de ensanchar el agujero de gusano hasta unas dimensiones adecuadas a la escala humana. ¿Qué hacemos ahora con él?
Bien, ante todo aclarar que un agujero de gusano situado en un centro de investigación avanzada sobre agujeros de gusano tiene mucho interés teórico, pero casi ninguno práctico. La verdadera utilidad de un artilugio semejante consiste en poder emplearlo como medio de transporte instantáneo entre dos puntos arbitrariamente alejados entre sí. Si una de las bocas se encuentra en la Tierra y la otra en Vega, podríamos ir de la primera a la segunda o viceversa en un tiempo relativamente corto, dependiendo de la longitud de la garganta del agujero de gusano (recordad que esta distancia se recorre por una dimensión espacial distinta a las tres dimensiones ordinarias; llamadlo hiperespacio si queréis). Sin embargo, si el viaje lo lleváramos a cabo por el espacio ordinario, incluso a la velocidad de la luz, emplearíamos nada menos que 26 años (medidos en tiempo terrestre). Así pues, para establecer el “puente aéreo” Tierra-Vega habría que transportar de alguna manera (por ejemplo, a bordo de una nave espacial) una de las dos bocas hasta Vega. Ahora bien, ¿cómo se hace esto?Pues la verdad es que, a ciencia cierta, nadie lo sabe con certeza. Se han propuesto alternativas, pero más bien bastante especulativas y nunca satisfactorias del todo. Entre ellas, cargar eléctricamente la boca a bordo de la nave y arrastrarla mediante el empleo de un campo eléctrico adecuado; también utilizar un asteroide de gran tamaño con el que remolcar gravitatoriamente la boca del agujero de gusano hasta el punto de destino.
Pero no nos distraigamos de nuestro objetivo inicial. ¿Cómo transformar nuestro agujero de gusano en una máquina del tiempo? Pues ni más ni menos que con ayuda de la teoría de la relatividad de Einstein. Y, de manera totalmente intencionada, no especifico si es la especial o la general, porque pueden ser ambas, tal y como más tarde explicaré.

Bien, admitamos que somos capaces, por el medio que sea, de embarcar una de las bocas del agujero de gusano a bordo de una nave espacial capaz de desplazarse a gran velocidad (comparable a la de la luz). La otra boca la dejamos en tierra, en el centro de estudios avanzados. Sincronicemos los relojes del astronauta Hyde a bordo de la nave y el del profesor Jekyll en el laboratorio terrestre. Si cada uno de ellos mira a través de su boca (no la que tienen bajo sus narices, sino la de cada uno de los dos extremos del agujero de gusano) verá a su otro colega tan sólo separado por una distancia muy pequeña (la longitud de la garganta del agujero de gusano). Sin embargo, si miran por fuera de las bocas, por el espacio ordinario, se encontrarán separados por la distancia normal entre el laboratorio y la rampa de lanzamiento. Ahora dejemos que despegue la nave y se aleje continuamente de la Tierra a decenas de miles de kilómetros por segundo. A medida que pasa el tiempo, la distancia entre la nave y la Tierra va aumentando más y más, pero tan sólo si se mide por el espacio ordinario; a través del agujero de gusano siguen a la misma distancia que al principio, y esta distancia se mantiene constante durante todo el viaje. Al llegar a su destino, Hyde emprende el regreso. Algún tiempo después, habla con Jekyll a través del agujero y le comunica que se está aproximando a la rampa de lanzamiento y, en breve, tomará tierra. El profesor comprueba, también a través de su boca del agujero de gusano, que su alter ego viajero efectivamente está llevando a cabo las últimas maniobras de aproximación. En cambio, echando un vistazo por fuera, por el espacio ordinario, no ve nada. Es más, de acuerdo con sus cálculos, aún falta bastante tiempo para que Hyde aterrice. Vuelve al laboratorio, mira de nuevo por el agujero y ve a Hyde en la rampa de lanzamiento, dispuesto a bajar de la nave. Regresa una vez más al exterior de su laboratorio y constata, de nuevo, que en la rampa no hay señales de aterrizaje alguno…
16 junio 2009
Deudas pendientes hechas realidad
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Hace ya algún tiempo que alguno de vosotros me había solicitado que subiera a algún servidor mis apariciones en los medios de prensa. Pues bien, ahora esa deuda que tenía pendiente voy a poder pagarla. Y ha sido gracias a Twitter, que tiene una utilidad muy fácil de usar con la que se pueden subir ficheros. Se trata de FileSocial. Allí he dejado cuatro entrevistas que me hicieron en su día en otras tantas emisoras de radio. Si os apetece escuchar un poco a este lisiado mental, ahora es el momento. Aquí están los enlaces. Puede que aquí, allí, allá y acullá también se puedan escuchar.15 junio 2009
FCF en Twitter
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13 junio 2009
FCF (3ª temporada)
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Otra vuelta más de la Tierra alrededor del Sol. Y ya van tres desde que aquel lejano 13 de junio de 2006 se me ocurriera comenzar a escribir este blog. Han sido más de mil días de disfrute total, pero también de tensión y de responsabilidad para con los lectores, no solamente los esporádicos que caen por aquí de vez en cuando, muchas veces buscando información que no tiene nada que ver con lo que en estas páginas se encuentran, sino sobre todo con los más de 400 suscriptores, esos de vosotros que permanecéis fieles una semana sí y otra también esperando a que mi tiempo me permita escribir las aventuras que luego leéis en tan sólo unos cuantos segundos.Este post es para agradeceros a todos vuestro interés, vuestra confianza y vuestra fidelidad. Porque escribir para uno mismo no tiene ningún sentido (al menos para mí) pero escribir para los demás, además de ser un honor, me resulta increíblemente placentero y, sobre todo, estimulante. Y más, cuando lo que uno escribe es sobre física, la más importante de las ciencias que haya salido jamás del intelecto humano.
Sé positivamente que en ocasiones he logrado mi objetivo, que no es otro que hacer llegar el conocimiento de las leyes físicas, fomentar el espíritu crítico y el pensamiento escéptico, pero lamentablemente en otras ocasiones he fracasado estrepitosamente. En esas ocasiones, quizá yo mismo haya confundido el tocino con la velocidad, las espadas láser con los plasmas o vaya usted a saber. Muy a mi pesar, no soy perfecto, ni mucho menos. Pero os aseguro que trabajo cada día de mi vida para intentar acercarme, aunque sea tan sólo un miserable angstrom.
No me gustaría terminar sin decir otra cosa a la que llevo ya algún tiempo dando vueltas, muchas vueltas. Tiene que ver con la popularidad del blog. En alguna ocasión os he comentado que jamás pensé ni por lo más remoto que esta aventura fuese a durar tanto tiempo y que tanta gente fuese a leer mis frikiocurrencias. Pero, ay, es que la vanidad me puede y a lo cómodo y lo bueno uno se acostumbra demasiado rápidamente. Desgraciadamente, la popularidad del blog lleva mucho tiempo estancada, el número de suscriptores se mantiene constante desde hace meses, muchos meses; el número de blogs que hacen referencia a éste no aumenta, ni mucho menos (según datos de technorati). Y todo eso para alguien como yo que cada día quiere más y más y mejor es un golpe demasiado duro en el orgullo profesional. Entiendo que cada vez abundan más los blogs sobre ciencia en Internet y que un blog como éste, que tan sólo se actualiza una vez por semana, jamás podrá competir con otros que actualizan todos los días y varias veces. Pero aquellos que me conozcáis sabéis muy bien que esto no constituye ni siquiera un mínimo consuelo para mí. Yo siempre querré más y, por encima de todo, mejor. Y si no lo puedo conseguir, como de hecho, parece que está sucediendo, creo que lo mejor y más sensato será hacer mutis por el foro y dejar paso a los que lo merecen más. Al fin y al cabo, es ley de vida. Los mejores y más aptos sobreviven.
Termino ya el discurso, que es sábado y es el día que menos me leéis. Gracias una vez más por seguir ahí a los que seguís ahí y también a los que aparecéis de vez en cuando. Disfrutadlo, que queda poco...
10 junio 2009
Construyendo una máquina del tiempo: segunda fase
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Un inconveniente muy serio que presentaban estas estructuras espacio-temporales de dimensiones tan inimaginablemente diminutas como eran los agujeros de gusano que se encontraban surgiendo por aquí y desvaneciéndose por allá entre las olas del mar de espuma cuántica era que no había manera alguna de saber en qué lugar y en qué instante se iban a dar semejantes acontecimientos tan extraordinarios. Así pues, resultaba impensable capturar uno de estos agujeros de gusano. Y, aunque hubiese la más mínima posibilidad de conseguirlo, restaba la cuestión de su utilidad práctica, ya que sus dimensiones reales (escala de Planck) no resultaban las más adecuadas para poder ser utilizados como naves espaciales, a no ser que se pudiera reducir al mismo astronauta hasta tamaños comparables, lo cual no parecía estar al alcance de la ingeniería genética más avanzada.Nos encontramos, entonces, ante una aparente encrucijada. Por un lado, no parece haber evidencia alguna de la existencia de agujeros de gusano de tamaño macroscópico en rincón alguno del universo observable. Por otro lado, si la teoría de Wheeler es correcta, estas estructuras se encuentran permanentemente a nuestro alrededor, aunque ocultas a la vista, de forma más que abundante formando parte de la espuma cuántica, pero, en cambio, no hay manera de atraparlas debido a sus efímeras existencias. ¿Cuál es la solución al problema? Muy sencillo: ¿qué tal construir una, fabricar un agujero de gusano?
Cuando Thorne y sus colaboradores se plantearon la cuestión del empleo de agujeros de gusano como vehículos de transporte interestelar o intergaláctico, enseguida se dieron cuenta de que no iba a ser tan sencillo. De hecho, determinaron que a no ser que emplearan una nueva clase de materia desconocida (ellos la llamaron “materia exótica”) iba a resultar imposible que el agujero de gusano no colapsase y, por tanto, dejase de ser viable. El colapso sería tan rápido que no solamente el astronauta no tendría tiempo de atravesarlo, sino que ni siquiera la luz podría llevar a cabo semejante hazaña. Aquella materia exótica debía tener la misión de evitar que tanto las bocas como la garganta del agujero de gusano no permaneciesen en su sitio tanto tiempo como fuera preciso, manteniendo en todo momento unas condiciones físicas soportables para el viajero. Además, su comportamiento sería tal que proporcionase una presión negativa (hacia afuera) o un efecto antigravitatorio (masa negativa) con objeto de que las bocas no se cerrasen a causa de la enorme presión (hacia adentro) que reinaba en su interior. Dicha presión en el interior de la garganta del agujero de gusano varía inversamente con el cuadrado del radio mínimo de la misma, alcanzando valores comparables a los existentes en el centro de las estrellas de neutrones (billones de cuatrillones de toneladas por centímetro cuadrado) para radios de la garganta de tan sólo unos pocos kilómetros. En caso de no querer hacer uso de la materia exótica, el mismo efecto se podría lograr mediante el empleo de campos magnéticos de unos centenares de teslas (varios millones de veces más intensos que el campo magnético terrestre). Sin embargo, la pega era que entonces la garganta del agujero de gusano debía tener un radio mínimo del orden de unos pocos años luz. A ver quién era el listo que podía construir un agujero de gusano de semejantes dimensiones.

¿De dónde sacar, pues, la materia exótica con masa negativa requerida? ¿Recordáis este post y a nuestro viejo amigo Hendrik Casimir? Pues más o menos por ahí van los tiros. Pero, antes de solucionar este problema, si habéis puesto un poco de atención, habréis caído en la cuenta de que hemos dejado una cuestión pendiente. Estamos hablando de cómo mantener abierto y atravesable nuestro ansiado agujero de gusano y, sin embargo, aún no hemos dicho nada acerca de cómo crearlo. Volvamos, entonces, al principio.
Os recuerdo que a causa de lo impredecible que resultaba conocer el lugar y el instante preciso en que podría surgir un agujero de gusano cuántico en la espuma espacio-temporal, la única alternativa consistiría en reproducir nosotros mismos las condiciones físicas que se dan a la escala de Planck (en la película Contact, parece ser una civilización mucho más avanzada que la nuestra la que ha hecho realidad semejante logro tecnológico). Para ello, sería preciso generar una energía capaz de recrear una situación lo más parecida posible a la que se dio en los momentos iniciales posteriores al Big Bang, donde la temperatura del universo rondaría los cientos de millones de cuatrillones de grados (temperatura de Planck) y concentrarla en una región del espacio tan pequeña como la longitud de Planck. Y bien, ¿cómo se hace esto? Pues, ni más ni menos que con ayuda de algunos de los materiales que os encargué hace algunas semanas.

Bien, como señala Paul Davies en su asombroso libro Cómo construir una máquina del tiempo, primeramente necesitamos iones pesados, de elementos que en la tabla periódica posean números atómicos elevados, como el oro o el uranio, por ejemplo. En segundo lugar, debemos acelerarlos a velocidades próximas a la de la luz. Para esto, no hay como un buen acelerador de partículas. Si tenemos el dinero y la ingeniería adecuada para disponer de estas dos cosas, ya sólo resta bajar la palanca hasta la posición de ON y meterles un poco de caña a los iones. Cuando éstos colisionen entre sí a tan enormes velocidades, ni siquiera sobrevivirán sus núcleos. Más bien, las partículas que los constituyen, como los protones y los neutrones se pulverizarán y darán lugar a una serie de partículas más elementales como son los quarks y gluones, los cuales formarán una especie de burbuja tan caliente que alcanzará una temperatura del orden de las decenas de billones de grados. Sin embargo, en el párrafo anterior os señalaba que se precisan temperaturas aún mucho más elevadas, de hecho unos diez trillones de veces mayores. Y si queremos lograrlas no queda más remedio que comprimir la burbuja de quarks-gluones hasta una trillonésima parte de su tamaño actual. La idea del profesor Davies consiste en la disposición simétrica y con geometría esférica una serie de bombas termonucleares, en el centro de la cual se coloca el objetivo (en este caso, la burbuja de quarks-gluones). Los enormes campos magnéticos que se generasen en la detonación de los artefactos termonucleares ejercerían presiones iguales dirigidas hacia el centro de la disposición esférica, provocando la implosión del blanco/burbuja, donde se generarían unas densidades inimaginables cuyo resultado probable sería bien la creación de un agujero negro (resultado no deseado) bien la de un agujero de gusano de tamaño diminuto. Ahora ya sí que estamos en disposición de retomar la cuestión de la materia exótica y de cómo conseguir que nuestro agujero de gusano adquiera el tamaño adecuado para albergar en su interior una nave espacial de forma segura. “Ellos quieren que vaya un americano, doctora [Arroway]. ¿Le apetece un paseo?”
04 junio 2009
Construyendo una máquina del tiempo: primera fase
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Una vez descartados los agujeros negros como vehículos de transporte interestelares, Thorne comenzó a preguntarse acerca de la posibilidad real de disponer de un agujero de gusano. ¿Existían estas entidades en algún lugar del universo? ¿Eran estables? ¿Podría viajar por ellos un ser humano sin sufrir daños semejantes a los que producían los agujeros negros? ¿Qué se requería para utilizar el agujero de gusano como vehículo espacial? ¿Se disponía de la tecnología necesaria?Aunque a pesar de que tanto los agujeros negros como los agujeros de gusano eran soluciones matemáticas de las ecuaciones de campo de la relatividad general, allá por la última década del siglo pasado, existían evidencias experimentales bastante claras sobre la existencia real de los primeros y actualmente son muy pocos los astrofísicos que aún dudan. Por el contrario, los agujeros de gusano han permanecido desde 1916 en el terreno de lo desconocido. Ninguna observación en absoluto parece señalar su presencia o posible detección.

El concepto de agujero de gusano puede visualizarse con la tradicional imagen del espacio como una malla elástica gigantesca (como la que tienen los trapecistas en el circo para evitar daños en las caídas) en la que los planetas, estrellas, galaxias y demás objetos se encuentran distribuidos. Cuanto más grande sea la masa de cada objeto, más deformada estará la malla en sus cercanías. Una galaxia deformará mucho, una estrella menos y un planeta mucho menos aún. Un objeto que se acerque al hoyo producido por otro quedará más fácilmente atrapado en él cuanto más profundo sea. Así, es la masa la responsable de la deformación del espacio y la gravedad se interpreta como una mera propiedad geométrica del mismo. Más aún, no solamente se deforma el espacio, sino también el tiempo (en realidad, ambos constituyen una sola entidad que recibe el nombre de espacio-tiempo). En las cercanías de los cuerpos extraordinariamente compactos, el campo gravitatorio deforma tan enormemente el espacio-tiempo que los relojes avanzan mucho más lentamente que en otra región donde la gravedad es menor. El caso más extremo se da en el centro de un agujero negro, donde se encuentra la singularidad espacio-temporal de la que os hablé en el post anterior. Dicha singularidad representa un punto de curvatura espacio-temporal infinita. Pero el tiempo hace cosas raras bastante antes de encontrarnos en el centro de un agujero negro. Si pudiésemos observar desde un lugar suficientemente alejado una nave espacial mientras se aproxima a uno de estos terribles objetos, llegaría un momento en el que contemplaríamos la imagen del vehículo congelada en el tiempo. A esta región que rodea el agujero negro se la conoce como horizonte de sucesos. Si esto os parece extraño, os diré que aún hay más. Si desde fuera nunca vemos la nave espacial alcanzar la singularidad, aún es peor lo que vería el tripulante del vehículo. En efecto, para él el tiempo transcurriría infinitamente deprisa y contemplaría cómo el universo desaparece ante sus ojos.

Y todo este rollito espacio-temporal no tiene otro propósito oculto que el contaros lo del agujero de gusano con que había comenzado el párrafo anterior. Bien, voy con ello. Cojamos la malla elástica que representa el espacio-tiempo y doblémosla por los extremos formando una especie de U tumbada horizontalmente. Si quisiésemos viajar entre dos puntos arbitrarios situados sobre la malla, podríamos estar obligados a recorrer una enorme distancia. Sin embargo, si se pudiesen abrir en cada uno de estos puntos sendos agujeros, podríamos pasar a través de éstos y llegar a nuestro destino mucho más rápidamente. La única pega es que entre ambos orificios no hay nada, ya que la malla es una imagen bidimensional que representa todo el universo, todo el espacio-tiempo. Fuera de ella no hay nada y nosotros hemos atravesado la malla y hemos cruzado por el aire desde un agujero hasta el otro. Así pues, un agujero de gusano representaría este atajo en el mundo tetradimensional (tres dimensiones espaciales más el tiempo) que conocemos y experimentamos normalmente. Los agujeros practicados se denominan bocas y el túnel que los comunica recibe el nombre de garganta. Evidentemente, la garganta debe existir fuera del espacio tridimensional ordinario que conocemos. Algunos científicos dicen que este paso entre las bocas se efectúa por el hiperespacio. Ellie Arroway ya podía realizar su viaje de 26 años-luz hasta Vega en un tiempo relativamente corto. Para ello, no tenía más que seguir las instrucciones de la civilización alienígena. Y éstas no consistían en otra cosa que en fabricarse un agujero de gusano que conectara Vega con la Tierra. ¿Cómo era posible? ¿Eran los veguianos una civilización más avanzada que la nuestra? ¿Habían descubierto agujeros de gusano en algún lugar del cosmos y habían aprendido a dominarlos, a traerlos y llevarlos de un lugar a otro y a viajar por ellos sin peligro? ¿Y si no los habían encontrado, eran capaces de construirlos? ¿Cómo? ¿Podríamos aprender a hacerlo nosotros con nuestra tecnología?

Las respuestas a estas preguntas comenzaron a responderse a mediados del siglo XX. En 1955 el físico John Wheeler y su estudiante Charles Misner estaban trabajando en un tema enormemente intrigante. Se preguntaban cómo sería el espacio (en realidad, el espacio-tiempo) si se observase a una escala extraordinariamente pequeña, mucho más allá de la escala atómica, mucho más allá de la escala nuclear, mucho más allá del interior de los quarks, si se dispusiese de un microscopio extremadamente potente. Wheeler y Misner habían encontrado el trozo de espacio más pequeño posible, una cantidad que había sido bautizada 55 años antes como longitud de Planck (el tamaño de un solo protón abarca unos 100 trillones de longitudes de Planck). Por debajo de la longitud de Planck, las leyes de la física dejarían de tener sentido. Wheeler derivó a partir de la longitud de Planck el tiempo de Planck, el tiempo que tardaría la luz en recorrer la longitud de Planck. En la actualidad, los cosmólogos consideran que el tiempo de Planck es el instante más antiguo al que se pueden remontar después del Big Bang y para el que aún siguen siendo válidas las leyes de la física conocidas. Pues bien, tanto Wheeler como Misner estaban convencidos que a la escala de Planck, el espacio-tiempo era una entidad muy, muy extraña. No tenía ninguna forma definida. Estaría constituido por tramos lisos, otros muy curvados. Además, estas estructuras surgirían de forma espontánea y totalmente imprevisible en un lugar u otro, simplemente gobernadas por las leyes cuánticas, de carácter probabilista. En particular, algunas de las estructuras indefinidas anteriores podrían perfectamente ser agujeros de gusano extraordinariamente diminutos. A la extraña entidad que constituía el espacio-tiempo a tamaños tan pequeños como la longitud de Planck se la pasó a conocer como espuma espacio-temporal o, más comúnmente, como espuma cuántica. ¿Recordáis cuál era el primero de los materiales que necesitábamos para construir una máquina del tiempo?