¿Són los agujeros de gusano puertas hacia otros universos?

[javisot20]

Quizá me haga mal el rollo de lo que tantas veces se ha hablado, bajo el entendimiento de que lo que está fuera de nuestro UO, tiene las mismas características y propiedades que nuestro UO , (principio cosmológico) solo que todavía su luz no nos llega (lo haría en algún momento sin tener en cuenta la expansión acelerada... bla bla), no veo objeción a que el AG conecte con lo que no podemos ver del universo, si es justamente un atajo local donde se halle ese AG, el UO visto allí en esa localía es senciblemente diferente al nuestro, ese AG estaría conectando parte de su universo local, pero para nosotros , puede pasar que parte de esa localía aun no nos ha llegado la luz para que pertenezca a nuestro UO. Mirando por dentro del AG podríamos ver regiones que a causa de la expansión quizá nunca podremos ver de otra forma.

Buenas Richard, asumimos que lo que está fuera del UO es igual a lo de dentro. Alriga al principio interpretó que estaba negándolo pero en todo momento estoy deacuerdo. Una vez que eso lo tenemos claro vamos con lo siguiente.

Un AG no conecta regiones aleatoriamente elegidas. La construcción matemática de un AG se basa en analizar regiones determinadas que guardan una correlación. No puedo elegir una región cualquiera y suponer que está correlacionada con otra región elegida aleatoriamente (podría ocurrir pero sería pura chiripa).

Puedo analizar dos regiones diferentes y comprobar que nada de lo que sucede en una de ellas me sirve para saber lo que sucede en la otra, pero tambien puedo analizar otras dos regiones y suceder lo contrario, entonces hablamos del AG.



El problema de construir un AG entre una región contenida en el ET y otra región no contenida en el ET no es que la región exterior sea diferente, que no lo es, el problema es que no tenemos información sobre dicha región. Fíjate que no negamos que puedan existir tales conexiones, lo que negamos es que puedan describirse matematicamente.

Imagina en la imagen que ha compartido Iñaki que uno de los extremos está contenido en el ET pero que el otro extremo no conecta con ningún ET. Uno de los extremos no estaría definido, por tanto, no tiene sentido hablar del AG en ese caso.

Lo más parecido a un agujero de gusano de ese tipo es la correlación entre dos regiones bien definidas pero causalmente desconectadas.

[guibix]

Muy buenas!

Me meto en el "fregao" aunque no puedo aportar mucho. Pero hay algo que no veo comentado.

Según Leonard Susskind, existen varias líneas de pensamiento e investigación teórica que coinciden en que las propiedades de un AG son, a la práctica, idénticas a las propiedades del entrelazamiento cuántico (EC).

No voy a comentarlo porque tampoco es que lo entienda mucho, pero parece ser que esta relación tiene que ver con el crecimiento de la complejidad cuántica de una forma análoga al crecimiento de la entropía. La manera como crece un AG es análoga a la forma en como crece la complejidad de sistemas fuertemente entrelazados... o algo así, jeje.

Podría ser que el EC sea algún tipo fundamental de AG. Y si dos regiones del espacio suficientemente grandes pudieran estar entrelazadas, entonces tendríamos un AG "cosmológico". Pero esto lo digo sin base alguna, es lo que me parece entender de este tema.

Dejo este vídeo donde Susskind lo explica por encima por si sirve a la conversación.

Saludos!

[javisot20]

Exacto Guibix, es lo que intentaba reflejar en una de las afirmaciones del principio, "al igual que podemos estudiar la correlación entre partículas podemos estudiar la correlación entre regiones del ET". Es una afirmación simple que muestra una conexión entre EC y AG.

Reconozco que tengo un entendimiento muy poco romántico sobre los agujeros de gusano, es decir, supongamos que me encuentro en una región del ET y construyo un diccionario sobre las nociones de esta región. Dicho diccionario permite traducir esta región en otra diferente (pero equivalente) en el sentido de que puedo aplicar ese único diccionario en ambas regiones y describirlo todo.

Una vez he creado ese diccionario lo siguiente es buscar una región del ET en la que dicho diccionario pueda aplicarse. Probamos una región cualquiera y el diccionario falla, no permite describir nada, pero seguimos buscando topando al final con una región correcta. En ese punto diremos que existe una agujero de gusano entre ambas regiones (transitable o no transitable, estable o no estable) según si el diccionario pierde eficacia progresivamente.

Los tiempos en los que se puede compartir información entre regiones, al igual que cualquier viaje que pueda realizarse físicamente entre regiones, no puede violar la causalidad.


Por eso me sorprende dudar si los AG existen. No hay ningún problema en que estando en una región conocida matematicamente construya un diccionario para luego buscar otra región del UO en el que pueda aplicarlo. No me parece raro encontrar regiones que lo permitan, dependiendo claro de las descripciones de dichas regiones, pero no hay nada de mágico en su existencia.

Por cierto, buen vídeo Guibix.

[carroza]

Hola.

Debo decir que he dudado antes de participar este hilo. Por un lado, me gustaría aprender del tema. Por otro lado, me irrita cuando los temas se tratan de forma demasiado ligera, para el nivel que, a mi juicio, debería tener este foro.

Yo empezaría por la definición: Qué es un agujero de gusano. Entiendo que todos temnemos en mente las imágenes, como la que inakigarber
pone al principio del hilo. A partir de ellas, entiendo que un agujero de gusano debe ser una solución a las ecuaciones de la relatividad general que tiene una topología no trivilal. Es decir, que se puede parecer más a un donuts que a una esfera o a un plano infinito.

Así que la pregunta "¿Existen agujeros de gusano?", es equivalente a "¿Existen soluciones de la relatividad general que tienen topologías no triviales?". Y si es así, ¿Cuáles son las condiciones de las distribuciones de materia y energía oscura que llevan a dicha topología?


Entiendo que esta pregunta tiene un ámbito similar a "Puede irse hacia atrás en el tiempo", que es equivalente a "Existen geodésicas cerradas en el tiempo". Creo recordar que esta pregunta tiene una respuesta negativa: No existe ninguna distribución de materia y/o energía oscura que permitiera una geodésica cerrada

Esta, entiendo, que es una pregunta teórica, que es independiente del universo en el que vivimos, sea o no observable. Y es independiente de que haya "puertas" a "otros universos", sean estos lo que fueren. Me gustaría que hubiera aportaciones en la línea de las posibles topologías de las soluciones de la relatividad general.


Un saludo

[javisot20]

Entiendo que esta pregunta tiene un ámbito similar a "Puede irse hacia atrás en el tiempo", que es equivalente a "Existen geodésicas cerradas en el tiempo". Creo recordar que esta pregunta tiene una respuesta negativa: No existe ninguna distribución de materia y/o energía oscura que permitiera una geodésica cerrada

Citando wikipedia: "Se considera que es prácticamente imposible convertir a un agujero de gusano en una «máquina del tiempo» de este modo. Algunos análisis usando aproximaciones semiclásicas que incorporan efectos cuánticos en la relatividad general señalan que una retroalimentación de partículas virtuales circularían a través del agujero de gusano con una intensidad en continuo aumento, destruyéndolo antes de que cualquier información pudiera atravesarlo, de acuerdo con lo que postula la conjetura de protección cronológica"

Es parecido a la hipótesis del firewall de agujeros negros, pero en el caso de agujeros de gusano.

Yo empezaría por la definición: Qué es un agujero de gusano. Entiendo que todos temnemos en mente las imágenes, como la que inakigarber
pone al principio del hilo. A partir de ellas, entiendo que un agujero de gusano debe ser una solución a las ecuaciones de la relatividad general que tiene una topología no trivilal. Es decir, que se puede parecer más a un donuts que a una esfera o a un plano infinito.

¿Toda solución de topología no trivial a las ecuaciones de la relatividad general es un agujero de gusano?, entiendo que no.

La definición más sencilla es "un AG es una correlación entre regiones del ET", luego habría que definir a qué nos referimos por "correlación".



En su día Guibix hizo un análisis de cómo se entendería una agujero negro en Rindler. Estamos pensando en el agujero de gusano mediante curvaturas del ET de una malla bidimensional.

Además de intentar entenderlo en las dimensiones reales que experimentamos podemos apelar al principio de equivalencia y preguntar por otras interpretaciones equivalentes. Tales interpretaciones en ningún momento dan lugar a pensar que los AG's conectan distintos universos.

Alriga y Richard tienen en cuenta los llamados AG's interunirversales. Es un abuso del lenguaje afirmar que conectan distintos universos. Lo que se hace es aplicar una simetría al nuestro para obtener una descripción diferente posible que utilizamos para definir el otro extremo libre. Eso muestra una correlación entre nuestro universo (o una región del mismo) y su inverso temporal, o ciertas transformaciones del mismo, pero no sirve para concluir que conectan universos. Esa conclusión roza la pseudociencia.

[Alriga]

...¿Existen agujeros de gusano?", es equivalente a "¿Existen soluciones de la relatividad general que tienen topologías no triviales?". Y si es así, ¿Cuáles son las condiciones de las distribuciones de materia y energía oscura que llevan a dicha topología?...

He encontrado un artículo de Kip Thorne (Premio Nobel de Física por ser uno de los padres de LIGO) y Michael Morris publicado en "The American Journal of Physics" en 1987 titulado "Agujeros de gusano en el espaciotiempo y su uso para el viaje interestelar: una herramienta para enseñar Relatividad General".

El contenido supera mis capacidades, pero la frase "una herramienta para enseñar Relatividad General" me hace suponer que el desarrollo del artículo, si pretende ser didáctico, tal vez sea más fácil de entender por lo físicos del foro que otros artículos "más crudos" sobre el mismo tema.

El enlace es: Wormholes in spacetime and their use for interstellar travel: a tool for teaching General Relativity (Thorne, Morris, The American Journal of Physics)

Saludos.

[javisot20]

He encontrado un artículo de Kip Thorne (Premio Nobel de Física por ser uno de los padres de LIGO) y Michael Morris publicado en "The American Journal of Physics" en 1987 titulado "Agujeros de gusano en el espaciotiempo y su uso para el viaje interestelar: una herramienta para enseñar Relatividad General".

El contenido supera mis capacidades, pero la frase "una herramienta para enseñar Relatividad General" me hace suponer que el desarrollo del artículo, si pretende ser didáctico, tal vez sea más fácil de entender por lo físicos del foro que otros artículos "más crudos" sobre el mismo tema.

El enlace es: Wormholes in spacetime and their use for interstellar travel: a tool for teaching General Relativity (Thorne, Morris, The American Journal of Physics)

Saludos.

Buen enlace, estarás deacuerdo Alriga en que un AG que permite ir de A a B en el mismo tiempo que llegarías por cierto camino clásico es atravesable, pero no necesariamente estable. En un universo estático podría serlo, pero no en nuestro caso.

Utilizar AG's estables y atravesables que toman tiempos iguales a cualquier viaje clásico sería un viaje normal y corriente. Lo interesante de estos AG's sigue siendo el diccionario que podemos aplicar entre las regiones después de haber viajado lo necesario. Por eso el artículo se considera didáctico, no por ser accesible, sino por tomar el modelo más simple.

[Alriga]

Alriga y [...] tienen en cuenta los llamados AG's interunirversales. Es un abuso del lenguaje afirmar que conectan distintos universos. Lo que se hace es aplicar una simetría al nuestro para obtener una descripción diferente posible que utilizamos para definir el otro extremo libre. Eso muestra una correlación entre nuestro universo (o una región del mismo) y su inverso temporal, o ciertas transformaciones del mismo, pero no sirve para concluir que conectan universos. Esa conclusión roza la pseudociencia.

Estoy sorprendido, ¿qué te lleva a afirmar eso de mi?

Saludos.

[javisot20]

Estoy sorprendido, ¿qué te lleva a afirmar eso de mi?
Saludos.

La pregunta central del hilo y que además es el título del mismo es si los AG's son correlaciones con otros universos.Contesté que no alegando que no tenemos descripciones para lo de fuera del UO.

Matizas que no es cierto que no las tengamos. Igual te he malinterpretado, he pensando que querías decir que al haber descripciones de lo que entendemos por "fuera" entonces los AG's podían correlacionar universos. Con lo que deduje (erróneamente) que pensabas en los AG's interuniversales.

También veo que me he equivocado al mencionar a Richard, el opinó que los AG's no correlacionaban universos. Perdón Richard.

[Jaime Rudas]

Así que la pregunta "¿Existen agujeros de gusano?", es equivalente a "¿Existen soluciones de la relatividad general que tienen topologías no triviales?". Y si es así, ¿Cuáles son las condiciones de las distribuciones de materia y energía oscura que llevan a dicha topología?

En el último párrafo de su artículo "Sobre la posibilidad de un mundo con curvatura del espacio negativa constante" de 1924, Aleksandr Fridman dice:

.
La formulación mencionada del concepto de puntos coincidentes y no coincidentes lleva a la idea de que los espacios con curvatura positiva constante son finitos. Sin embargo, este criterio no permite concluir sobre la finitud de los espacios con curvatura negativa constante. Esto nos da motivos para afirmar que, en nuestra opinión, las ecuaciones cosmológicas de Einstein por sí solas, sin suposiciones adicionales, no son suficientes para concluir sobre la finitud de nuestro mundo.

Lo anterior yo lo interpreto como que las ecuaciones de Einstein no nos permiten determinar la topología del universo.

[Richard R Richard]

Hola, se ha picado un poco el hilo, mantengamos el ámbito donde fue creado que es el de la divulgación. Tratemos de informar en vez de suponer.

El problema de construir un AG entre una región contenida en el ET y otra región no contenida en el ET no es que la región exterior sea diferente, que no lo es, el problema es que no tenemos información sobre dicha región. Fíjate que no negamos que puedan existir tales conexiones, lo que negamos es que puedan describirse matematicamente.

Imagina en la imagen que ha compartido Iñaki que uno de los extremos está contenido en el ET pero que el otro extremo no conecta con ningún ET. Uno de los extremos no estaría definido, por tanto, no tiene sentido hablar del AG en ese caso.

Formular matemáticas que sean posibles interpretar como unAG, son factibles, imaginación nunca nos falta. El tema si existe un objeto real en la naturaleza cuyo funcionamiento esté modelado por tales matemáticas, En general la ciencia funciona al revés se observa ,luego viene el modelo, este se contrasta , luego si se puede se hacen predicciones en base al modelo, si estas se siguen contrastando el modelo sobrevive, sino se formula o abandona..

Con lo que deduje (erróneamente) que pensabas en los AG's interuniversales.

En objetos todavía teóricos aventurar que puedan conectar dos espacio tiempos de dos universo diferentes , no tiene mucho asidero, solo es mas teoría.
Como podrías afirmar que lo que hay al otro lado por el interior es el propio ET u otro de otro Universo?, Es una pregunta mas bien filosófica sobre lo que creemos o no, forma parte del universo.

Así que la pregunta "¿Existen agujeros de gusano?", es equivalente a "¿Existen soluciones de la relatividad general que tienen topologías no triviales?". Y si es así, ¿Cuáles son las condiciones de las distribuciones de materia y energía oscura que llevan a dicha topología?

Hola carroza , La idea general del donut, que concreta regiones a y b o de un cilindro sin tapas con superficie exterior de mayor longitud a la interior, debe venir acompañada de una métrica para hacer un modelo respetable en RG...
En principio en la naturaleza no hay anillos estables, si no hay un cuerpo central gravitando, que la materia se mantenga estable en un anillo en rotación tampoco implicaría que la distancia por el interior sea mucho menor que la exterior y menos que conecte regiones sin ninguna conexión causal, a su vez no es posible que no deje rastro de su curvatura entre las regiones a y b vistas por observadores lejanos.

A la respuesta si es posible distribuir adrede en el ET materia y energía del tipo que sea y con esto se pueda lograr una estructura estable que deforme el ET por interior , no lo veo factible ingenierilmente por el hombre. Si ya el pronóstico para un modelo de 4 cuerpos girando sobre un eje ya no tiene estabilidad imagina uno mas complejo, en los modelos como los regidos por teorema del virial donde se conserva el momento angular la masa igual colapsa ante la propia presión hacia el centro de masa del donut. Si para la naturaleza siempre la esfera le resulta la simetría estable, el donut solo resistiría un tiempo si girase a alta velocidad sobre un eje , en términos newtonianos la aceleración centrípeta igualada la aceleración gravitatoria del donut, pero cómo lograr que no deforme en los otros dos ejes, los choques de masas interiores mas veloces y con exteriores mas lentas, disiparían energía en calor el sistema se frena y colapsa a la esfera rotante que vemos siempre.

Así que mi respuesta va en orden inverso al que formulas las preguntas, no hay estructuras que puedan construir la topología estable, no veo como una solución de RG pueda crear una topología en cuyo centro el tiempo transcurra mas lento, puesto cuando supongas partículas sobre el eje central van en caída libre hacia el interior del donut por su gravedad ,del mismo que una masa central lo hace ,allí es donde ganarían algo de tiempo respecto al ET plano alejado, pero esto mismo que han ganado lo perderían al salir si van en caída libre, es decir si no aceleran o frenan al interior.
Modelos masas opuestas crean gravedad cero en el centro de gravedad, una estructura simétrica como el donut tendría gravedad cero al interior , con gravedad cero, como diferenciar de un ET Minkowsky local en el eje central, luego no hay mas contracción de longitudes que la propia de RE de la velocidad de desplazamiento, luego los AG, no tendrían ninguna propiedad especial para acortar distancias al interior, ergo no existen, pero esto es tan debatible como que sí existen, por un millón de otras razones que se puedan argumentar ya que es solo teoría.


Espero mi punto de vista no te resulte liviano y te nos unas al debate con tu opinión que siempre es bien recibida...

Entiendo que esta pregunta tiene un ámbito similar a "Puede irse hacia atrás en el tiempo", que es equivalente a "Existen geodésicas cerradas en el tiempo". Creo recordar que esta pregunta tiene una respuesta negativa: No existe ninguna distribución de materia y/o energía oscura que permitiera una geodésica cerrada

La respuesta que te di va en este sentido también , creo interpretar algún tipo de coincidencia.

Saludos

[Jaime Rudas]

[...] no veo como una solución de RG pueda crear una topología en cuyo centro el tiempo transcurra mas lento, puesto cuando supongas partículas sobre el eje central van en caída libre hacia el interior del donut por su gravedad ,del mismo que una masa central lo hace

Creo que no estás interpretando correctamente lo que significa una topología "como la de una rosquilla" (toroidal). En realidad, cuando hablamos de topología toroidal no nos referimos a un espacio similar a una rosquilla, sino similar a la superficie de una rosquilla. La diferencia es fundamental, porque una rosquilla tiene un centro, mientras que la superficie de la rosquilla no lo tiene.

Saludos

[Richard R Richard]

No me refiero a superficies sino a distribuciones de materia en el espacio, tampoco con lfrase me refiero a que la topologia de universo sea tipo donut , sino a que la idea más conocida de la imagen más difundida de AG podria ser rodeada por un estructura tipo donut. La topologia donut del universo la enfrentaria versus la forma más sencilla la esférica(hiperesfera), aplicaría la navaja de ockam, pero nada de descartar hipótesis sin pruebas, que diriman lo uno por sobre lo otro.

[javisot20]

Como podrías afirmar que lo que hay al otro lado por el interior es el propio ET u otro de otro Universo?

Gracias Richard, era lo que quería expresar y no lograba. Podemos utilizar una región de nuestro universo, aplicar una cierta transformación y obtener otra región. Pero no hay forma de distinguir si son dos regiones de un único ET o dos regiones de dos ET's distintos.

La duda central del hilo queda resuelta.

Formular matemáticas que sean posibles interpretar como unAG, son factibles, imaginación nunca nos falta. El tema si existe un objeto real en la naturaleza cuyo funcionamiento esté modelado por tales matemáticas, En general la ciencia funciona al revés se observa ,luego viene el modelo, este se contrasta , luego si se puede se hacen predicciones en base al modelo, si estas se siguen contrastando el modelo sobrevive, sino se formula o abandona..

Un ejemplo de que la ciencia también funciona al revés, los agujeros negros. Primero teóricos, luego predicciones robustas y finalmente observaciones indirectas.

¿Existen los AG's en la naturaleza?


1- Nos encontramos en la región A

2- Realizamos una descripción de la región A

3-Aplicamos una transformación a dicha descripción

4-Obtenemos una región B correlacionada

5-Iniciamos un protocolo cuántico en la región A

(conocemos de antemano la localización de la región B)

6-Nos trasladamos clasicamente a la región B, un viaje normal y corriente

7-El protocolo cuántico finaliza en la región B al ser la región correlacionada

8- Ahora podemos enviar información de vuelta a A aprovechando la ventaja cuántica al haber cumplido el protocolo


No debe ser fácil encontrar regiones en el universo para las que podamos formular un diccionario común y compartir un protocolo cuántico. En el modelo más simple nos daríamos cuenta que hemos atravesado el AG al llegar a B y finalizar o no el protocolo, pero no antes.

Parece razonable que existan salvo que alguna parte del proceso no pueda ejecutarse por algún motivo que todavía no tenemos en cuenta.

[Weip]

Así que la pregunta "¿Existen agujeros de gusano?", es equivalente a "¿Existen soluciones de la relatividad general que tienen topologías no triviales?". Y si es así, ¿Cuáles son las condiciones de las distribuciones de materia y energía oscura que llevan a dicha topología?

Entiendo que esta pregunta tiene un ámbito similar a "Puede irse hacia atrás en el tiempo", que es equivalente a "Existen geodésicas cerradas en el tiempo". Creo recordar que esta pregunta tiene una respuesta negativa: No existe ninguna distribución de materia y/o energía oscura que permitiera una geodésica cerrada

Aprovecho el mensaje de carroza para comentar algunas cosas en general. Soluciones de las ecuaciones de Einstein que permitan topologías no triviales o viajes en el tiempo existen y de hecho son incluso muy sencillas, pero no por ello tienen que ser físicas. Es cierto que algunas son ciencia ficción como el universo de Gödel, que permite la existencia de curvas temporales cerradas (=viaje en el tiempo) asumiendo un universo en rotación. Pero hay otras soluciones más realistas que contienen curvas temporales cerradas, como los agujeros negros de Kerr. Hay que recordar que los agujeros negros astrofísicos vienen modelizados como agujeros negros de Kerr, cuya solución interior contiene curvas temporales cerradas: como la singularidad está en el espacio y tiene forma de anillo, se puede rodear para viajar en el tiempo. Aún siendo una solución que funciona bien, nadie da como válida la solución interior, por mucho que RG ha demostrado ser la teoría clásica de la gravedad de manera indiscutible.

A todo esto creo que nadie ha comentado el protagonista real de la discusión, la conjetura de censura topológica. Es un resultado que prohíbe a un observador detectar la posible topología no trivial del universo puesto que desde fuera cualquier estructura del estilo estaría detrás de un horizonte. Esto hace que la pregunta "¿existen agujeros de gusano?" quede obsoleta en una teoría clásica de la gravedad porque no se puede comprobar. Por supuesto no sabemos si cuánticamente hay censura topológica o no, y es por ello que hay tantas y tantas publicaciones sobre el tema. También el resultado tiene sus hipótesis, y hay agujeros de gusano exóticos que podrían no cumplir alguna (la llamada condición nula de energía, esencialmente). Es un área especulativa porque aún hay letra pequeña a la que agarrarse para continuar explorando, pero yo no me lo pensaría mucho porque se pueden llenar páginas y páginas de hilo sin llegar a conclusiones claras.

[javisot20]

Tengo entendido que por contrario a la intuición que parezca, en la métrica de Gödel la velocidad de la luz localmente sigue siendo c. Definir el límite entre soluciones físicas y no físicas de RG no es un problema trivial ni sencillo al depender de la definición de causalidad que tomemos y sus implicaciones matemáticas.

Merece todo un hilo el tema.

[Alriga]

...Igual te he malinterpretado, he pensando que querías decir que al haber descripciones de lo que entendemos por "fuera" entonces los AG's podían correlacionar universos. Con lo que deduje (erróneamente) que pensabas en los AG's interuniversales...

Sí, lo has malinterpretado , ya que en ningún momento a lo largo del hilo he tenido intención de emitir ningún juicio ni opinión sobre los agujeros de gusano.

Mi intervención fue exclusivamente para puntualizar el hecho de que la cadena de razonamiento que nos permite conocer la existencia y las características a gran escala de un universo observable, calculado mediante el modelo ΛCDM, nos obliga a aceptar que el resto del universo (la parte no observable) es igual a gran escala que la parte observable.

Saludos.