Agujeros de gusano: de las matemáticas a Stranger Things

Un regreso a la cultura popular con fuerza científica

Cuando los episodios finales de Stranger Things revelaron el Mundo del Revés como un tipo de "puente" entre mundos, la discusión sobre los agujeros de gusano —que alguna vez fueron el terreno exclusivo de la ciencia ficción dura y los diagramas de pizarra nocturnos— se disparó en las redes sociales y los sitios de noticias. La serie imagina un túnel orgánico y frágil que une Hawkins con un dominio alienígena; ese recurso narrativo se ajusta directamente a un conjunto de ideas que los físicos han estado debatiendo durante casi un siglo. El giro de la serie cristaliza por qué el tema fascina tanto a escritores como a científicos: los agujeros de gusano se sitúan en la intersección de la relatividad general, los efectos cuánticos y la narrativa a escala humana.

Los puentes de la relatividad: de dónde proviene la idea

La historia técnica comienza en 1935, cuando Albert Einstein y Nathan Rosen describieron geometrías que hoy se denominan puentes de Einstein-Rosen: soluciones matemáticamente legítimas de las ecuaciones de campo de Einstein que conectan dos regiones del espacio-tiempo. Esos primeros puentes, y las discusiones posteriores de físicos como John Wheeler, establecieron la imagen de un túnel en el espacio-tiempo que, en principio, podría unir ubicaciones distantes. Sin embargo, las construcciones originales no eran atravesables en ningún sentido práctico: los análisis clásicos mostraron que se cierran o colapsan demasiado rápido para que algo pueda pasar a través de ellos.

La física pura: estabilidad, horizontes y energía

Dos obstáculos técnicos han dominado siempre el debate. En primer lugar, las soluciones genéricas de agujeros de gusano tienden a formar horizontes o singularidades que impiden el paso: el túnel se cierra o se convierte en un agujero negro. En segundo lugar, la garganta de un agujero de gusano atravesable requiere materia que viole las condiciones de energía habituales de la relatividad general: en términos sencillos, necesita energía-momento con densidad de energía negativa o una presión inusual. La materia clásica obedece estas condiciones, por lo que los investigadores invocan efectos cuánticos que pueden producir energía negativa temporal (el efecto Casimir es el ejemplo canónico) o consideran teorías de gravedad modificada donde los términos geométricos desempeñan el papel de soporte. Estos requisitos hacen que los agujeros de gusano prácticos, de larga duración y de tamaño humano sean extraordinariamente especulativos.

Resquicios cuánticos y la posibilidad de atravesarlos

De modelos de juguete a soluciones tetradimensionales

Los titulares más duraderos en la literatura técnica llegaron cuando los equipos pasaron de modelos de juguete altamente simétricos a geometrías más realistas. En 2023, Juan Maldacena, Alexey Milekhin y Fedor Popov presentaron una solución de agujero de gusano en cuatro dimensiones que utiliza fermiones cargados sin masa para generar una densidad de energía negativa similar a la de Casimir que sostiene la garganta. Su construcción es matemáticamente consistente y evita muchas de las características artificiales de ejemplos anteriores; lo que es más importante, puede integrarse, en principio, en modelos que comparten aspectos del Modelo Estándar si el objeto se mantiene extremadamente pequeño en comparación con las escalas familiares de la física de partículas. Ese artículo cambió la conversación: los agujeros de gusano atravesables dejaron de ser una curiosidad exclusiva de AdS/holografía y se convirtieron en un tema activo en la investigación convencional de la gravedad en cuatro dimensiones.

Nuevas métricas, gravedad modificada y advertencias continuas

El trabajo realizado desde entonces ha ampliado el panorama. Un estudio de 2024 introdujo una nueva clase de métricas de agujeros de gusano atravesables, explorando diferentes formas funcionales para los componentes de la métrica y explicitando qué supuestos sobre la materia y la geometría son necesarios. Otros investigadores examinan si las teorías de gravedad modificada pueden ocultar los requisitos exóticos dentro de términos geométricos para que la materia ordinaria no tenga que violar las condiciones de energía. Estas vías son matemáticamente ricas y algunas arrojan soluciones que son técnicamente atravesables, pero a menudo intercambian una dificultad por otra (tamaño microscópico, inestabilidad o dependencia de una física de altas energías poco restringida). En resumen, el progreso ha sido sustancial en el frente teórico, pero los obstáculos físicos que hacen factible un túnel macroscópico y estable siguen siendo formidables.

Lo que permiten las ecuaciones frente a lo que podemos construir

Los titulares a veces confunden dos afirmaciones separadas: (1) la relatividad general y la teoría cuántica de campos admiten soluciones matemáticas que parecen agujeros de gusano, y (2) construir o encontrar un agujero de gusano en la naturaleza requeriría condiciones de las que no tenemos evidencia. Lo primero es inequívocamente cierto y la literatura moderna está llena de ejemplos explícitos; lo segundo también es cierto desde todas las perspectivas observacionales y prácticas. Las energías negativas invocadas son minúsculas, fugaces o requieren materia y campos dispuestos de formas muy poco convencionales. Ninguna observación astronómica hasta la fecha apunta a bocas de agujeros de gusano o firmas de lentes extrañas que delaten la presencia de túneles a gran escala.

Stranger Things y la ciencia de la narrativa

Lo que Stranger Things hace bien —más allá de ofrecer un emocionante final de temporada— es utilizar el agujero de gusano como una metáfora compacta: un lugar que está físicamente conectado pero que es ontológicamente ajeno. El Mundo del Revés de la serie se comporta como un corredor cuya boca se encuentra cerca de Hawkins pero cuyo interior obedece reglas diferentes. Eso captura una tensión real en la investigación actual: los agujeros de gusano pueden conectar regiones, pero la naturaleza de la conexión puede conllevar una peculiar carga causal y energética (retrasos temporales, horizontes, comportamiento singular). Por otro lado, la representación en la serie de un puente frágil y dependiente de la energía se hace eco de lecciones genuinas de la literatura física: mantener una garganta abierta suele depender de un estrecho rango de condiciones y de una fuente de energía "exótica".

Hacia dónde se dirige el campo

Los investigadores aún están resolviendo acertijos conceptuales que son fundamentales para cualquier interpretación física eventual: cómo reconciliar el entrelazamiento y la geometría (la idea ER=EPR), si la gravedad cuántica permitirá la estabilidad macroscópica y si alguna firma observacional podría ser lo suficientemente distintiva como para separar un agujero de gusano de un objeto compacto ordinario. Algunos trabajos computacionales y analíticos recientes han propuesto firmas de medición concretas para lentes similares a agujeros de gusano o ecos en los datos de ondas gravitacionales, pero esas búsquedas enfrentan enormes desafíos prácticos. Mientras tanto, el flujo constante de nuevas métricas y las construcciones tetradimensionales de 2023 significan que el tema ya no es una nota al pie en los artículos de revisión: es una frontera activa de la gravedad teórica.

Leer la ciencia sin la ciencia ficción

Si el Mundo del Revés inspira a alguien a tomar un manual básico sobre relatividad o a seguir un nuevo artículo sobre la energía de Casimir y la estabilidad de la garganta, se trata de un intercambio saludable entre la ficción y la ciencia. La conclusión correcta es modesta pero interesante: los agujeros de gusano no están prohibidos por las matemáticas que utilizamos para describir el espacio-tiempo, y las ideas de la física cuántica y la gravedad modificada han abierto caminos hacia la posibilidad de atravesarlos en modelos controlados. Sin embargo, el abismo entre un agujero de gusano controlado, microscópico y diseñado teóricamente y los túneles cinematográficos a escala humana de la ficción sigue siendo enorme. La conversación que sigue —entre constructores de modelos, astrónomos observacionales y el público— determinará si los agujeros de gusano siguen siendo una poderosa metáfora o si alguna vez se convertirán en un objetivo empírico genuino.

Fuentes

• Physical Review (Einstein & Rosen 1935)
• Journal of High Energy Physics (Gao, Jafferis & Wall 2017)
• Classical and Quantum Gravity (Maldacena, Milekhin & Popov 2023)
• European Physical Journal C (artículo sobre nuevas métricas, 2024)
• Physical Review Letters (Ben Kain, 2023)