Un nuevo modelo matemático sugiere que el entrelazamiento cuántico entre agujeros negros puede crear túneles espacio-temporales irregulares que se asemejan a orugas. Investigadores de la Universidad de Brandeis han descubierto que estos agujeros de gusano suelen ser irregulares en lugar de lisos, lo que difiere de las teorías anteriores. Este trabajo busca arrojar luz sobre los misteriosos interiores de los agujeros negros.
En 2013, los físicos Juan Maldacena de la Universidad de Princeton en Nueva Jersey y Leonard Susskind de la Universidad de Stanford en California propusieron que, para los agujeros negros, un puente de Einstein-Rosen —un agujero de gusano que conecta puntos distantes en el espacio-tiempo— podría ser equivalente a un par de Einstein-Podolsky-Rosen, donde las partículas están vinculadas por entrelazamiento cuántico.
Basándose en esto, Brian Swingle de la Universidad de Brandeis en Massachusetts y sus colegas han analizado matemáticamente agujeros negros entrelazados. Sus hallazgos, publicados en Physical Review Letters (DOI: 10.1103/btw6-44ry), revelan una imagen más compleja. "Estudiar agujeros de gusano que conectan agujeros negros entrelazados cuánticamente ayuda en última instancia a los investigadores a entender más sobre los interiores de los agujeros negros, que son lugares poco comprendidos llenos de misterio debido a la fuerza extraordinaria con la que actúa la gravedad allí", dice Swingle.
El equipo exploró si los agujeros de gusano siguen una regla similar a la de los agujeros negros, donde el tamaño interior corresponde a la complejidad cuántica. Sin una teoría completa de la gravedad cuántica, utilizaron un modelo incompleto que vincula la física cuántica y la gravedad, el cual Swingle cree que ofrece perspectivas valiosas.
Sus cálculos muestran una correspondencia entre la aleatoriedad cuántica microscópica de un agujero de gusano y su longitud geométrica. Los agujeros de gusano típicos son menos propensos a ser lisos y más propensos a protuberancias hechas de materia, ganándose el apodo de "oruga de Einstein-Rosen". Esto contrasta con el modelo de 2013, que podría aplicarse solo a casos especiales que producen agujeros de gusano lisos.
Donald Marolf de la Universidad de California en Santa Bárbara señala que el trabajo añade comprensión, pero no cubre los casos más comunes de entrelazamiento. La vasta gama de estados posibles de agujeros negros supera aquellos en nuestro universo, requiriendo más estudio. Swingle sugiere el uso futuro de computadoras cuánticas para simular estos fenómenos, lo que podría avanzar tanto en la teoría cuántica como en la investigación de la gravedad.