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Científicos logran crear un “agujero de gusano” en laboratorio

Científicos han conseguido crear un agujero de gusano simulado capaz de curvar la luz en un laboratorio. Ayudará en el desarrollo de los teóricos ‘warp drives’, que viajan más rápido que la luz.

Un equipo de científicos norteamericano asegura haber construido un agujero negro simulado en un laboratorio. Los investigadores dicen que su descubrimiento deforma la luz como un agujero negro en el espacio, “proporcionando un nuevo método para obtener información sobre la física de los agujeros negros dentro de la seguridad de un laboratorio”.

El estudio — publicado en el diario científico revisado’ por pares Universe — se titula ‘Un agujero negro de espacio óptico cilíndrico inducido por la acústica de alta presión en un fluido denso’. En declaraciones a la publicación Debrief, “el equipo indujo un agujero negro modulando ondas acústicas en un fluido denso, basándose en investigaciones recientes que exploran el uso de ondas acústicas de alta frecuencia para simulaciones analógicas de gravedad y relatividad general en el laboratorio”.

Obviamente, no es un agujero negro real. El equipo responsable del desarrollo — el ‘think tank’ Apple Physics, un grupo internacional de más de 30 físicos, matemáticos e ingenieros dedicado al desarrollo científico por el bien público— afirma que las ondas acústicas que han utilizado alteran el medio a través del cual viajan, “desviando la luz láser en el laboratorio de manera similar a cómo la atracción gravitacional de los agujeros negros dobla la luz de las estrellas distantes detrás de ellas”.

¿Cómo lo han hecho?


El agujero de gusano teórico está compuesto por un agujero negro de entrada y un agujero blanco para salir. Teóricamente se puede doblegar el espacio tiempo viajando a velocidades superiores a la luz sin romper las leyes actuales de la física.

El equipo de Dr. Edward Rietman — físico investigador senior de la Universidad de Massachusetts — y el Dr. Brandon Melcher — físico de Applied Physics especializado en cosmología teórica — ha construido este agujero negro construyendo una cámara llena de un medio dieléctrico común: la glicerina. Según Rietman, la glicerina es ideal para sus objetivos por su índice de refracción.

Después, bombardearon esta cámara de glicerina con haces de ondas de sonido. Las ondas crearon un punto capaz de curvar la luz del mismo modo que la gravedad de un agujero negro real, simulando su comportamiento en un medio físico y, por tanto, medible. Para probarlo, lanzarlo.

A continuación, los investigadores bombardearon el medio dieléctrico con ondas sonoras dirigidas, modulándolas sobre un punto hasta conseguir el efecto deseado. Los investigadores comprobaron el efecto de las ondas sonoras usando un colimador de fibra para lanzar un haz de luz aun espectrómetro que pudo medir la flexión de la luz resultante, la misma como un agujero negro real en el espacio, según ellos.

Su explicación: “Las ondas acústicas alteran el medio a través del cual viajan, desviando la luz láser en el laboratorio de manera similar a cómo la atracción gravitacional de los agujeros negros dobla la luz de las estrellas distantes detrás de ellas”. Sus mediciones se corresponden exactamente con la la métrica de Schwarzschild, dicen, “una solución exacta de las ecuaciones de Einstein del campo gravitatorio que describe el campo generado por una estrella o una masa esférica” como un agujero negro.

El coste del proyecto

Los científicos apuntan a que este descubrimiento es importante no por haber creado este agujero negro óptico en un laboratorio. La síntesis de estos agujeros negros de laboratorio se ha realizado en otras ocasiones pero utilizando equipos de de más de un millón de dólares. La clave aquí es que este es un método más “barato, mejor, y más rápido”.

Como explica el fundador de Applied Physics Gianni Martire a Debrief, crear un condensado de Bose-Einstein requiere temperaturas de helio líquido usando una cámara llena de equipos muy costosos. “No podíamos permitirnos un millón de dólares, así que inventamos una forma más barata, mejor y más rápida simplemente por necesidad. Nuestro sistema es realmente de sobremesa, con un coste total de alrededor de 10.000 dólares”.

Los científicos de Applied Physics afirman que su descubrimiento será extremadamente útil para trabajar en el desarrollo de naves espaciales que puedan viajar más rápido que la luz, los llamados Warp Drive. El Dr. Melcher dice que consideran que este avance “ofrece otra herramienta a los investigadores de sistemas analógicos. Vemos las variaciones de presión en la glicerina como un campo fértil para [desarrollar] teorías sobre el espacio/tiempo más complicadas”. Esto es fundamental para un estudio tan vanguardista como el de los motores ‘warp drive’ porque permite realizar mediciones precisas y reales, no sólo trabajar con la matemática.


Concepto de nave espacial con tecnología Warp. Crédito: (LSI)

Herramienta de investigación de la gravedad

Esto no quiere decir que este invento vaya a permitir el desarrollo de estas naves por arte de magia. Este tipo de propulsión exótica es todavía totalmente teórica y sólo posible sobre el papel, algo en lo que Applied Physics trabaja activamente, como ya contamos en Novaceno. Pero estas herramientas ayudarán a que más jóvenes científicos puedan estudiar este campo, según el Dr. Rietman: “Este descubrimiento demuestra el emocionante potencial de los sistemas analógicos para estudiar fenómenos astrofísicos y cosmológicos en el laboratorio. Con esta innovación, podemos comprender mejor los efectos del espacio/tiempo curvo y avanzar la investigación de los ‘warp drive’ hacia el futuro”.

Sin embargo, Rietman también contó a Debrief que es demasiado pronto para ver cómo afectará este invento al desarrollo de los warp drive. “Necesitamos publicar más documentos sobre el trabajo que hemos hecho”, dice. Pero la ciencia y la tecnología avanzan paso a paso, apunta. En cualquier caso, afirma, este invento ayudará a comprender mejor la gravedad. El resto habrá que seguir trabajando para descubrir dónde podemos llegar.

Referencia: A Cylindrical Optical-Space Black Hole Induced from High-Pressure Acoustics in a Dense Fluid. https://doi.org/10.3390/universe9040162

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