Dibujo esquemático de un agujero de gusano hecho por J. Wheeler en 1966.

En 1955 John Wheeler acuñó el término wormhole (agujero de gusano) en sus trabajos junto a Charles Misner, enfocados en explicar la física clásica (gravitación y electromagnetismo) a partir de la topología no trivial de un espaciotiempo vacío con agujeros tipo handles (manijas intra-universo, como en la imagen de la figura).

En clase estudiamos el agujero de gusano atravesable de Ellis -llamado drainhole en sus trabajos de 1970- una solución a las ecuaciones de Einstein con densidad de energía negativa (una variedad de materia exótica).
Los agujeros de gusano atravesables cobraron relevancia en la comunidad científica a partir del trabajo pedagógico de Mike Morris y Kip Thorne en 1988, “Wormholes in spacetime and their use for interstellar travel: A tool for teaching general relativity.”. La descripción que mencionamos en clase sobre la construcción de una máquina del tiempo con agujeros de gusano atravesables aparece en la página 407. En otro artículo de los mismos autores pueden encontrar otra máquina del tiempo. A partir de estos trabajos los agujeros de gusano recibieron enorme atención por las consecuencias notables que determinan en la estructura del espaciotiempo.

Las máquinas del tiempo generan curvas causales cerradas tipo-tiempo (CCCC = chronological closed causal curves) posibilitando viajes al pasado que violan causalidad. Las paradojas asociadas a estas maquinas se resuelven combinando las ecuaciones de Einstein con la condición de energía AANEC (achronal average null energy condition). AANEC quiere decir que la geodésica nula mas rápida entre dos puntos debe satisfacer la condición de energía nula promediada. Esto implica -en particular- que para dos puntos del espacio ambiente, las curvas nulas que unen los puntos a través de la garganta (donde encontramos materia exótica) deben ser mas largas que alguna curva que une los puntos sin ingresar al agujero (a través del espacio ambiente donde no hay material exótico). Así se obtienen agujeros con gargantas suficientemente largas de forma tal que no infringen causalidad. De este modo, los agujeros de gusano atravesables están permitidos pero no sirven como máquinas del tiempo.

Dejamos links con notas escaneadas de las clases del lunes 30/09 (Emilio) y miércoles 02/10 (Andrés) para quienes no estuvieron. Consulten ante cualquier duda.

Emilio.