AGUJEROS DE GUSANO Y EFECTO TÚNEL

“Para entender completamente esta realidad, debemos tener en cuenta otras dimensiones de una realidad más amplia” (John Wheeler)

“Ninguna teoría física que se ocupe solo de física explicará nunca la física” (John Wheeler)

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Agujeros de gusano

En física, un agujero de gusano (worm hole), también conocido como un puente de Einstein-Rosen, es una hipotética característica topológica del espacio-tiempo, descrita por las ecuaciones de la relatividad general. Consiste esencialmente en un “atajo” a través del espacio-tiempo. Consta de dos partes: un origen A y un extremo B, de tal forma que un objeto situado en A, pasa instantáneamente al lugar B.

El nombre “agujero de gusano” viene de la siguiente analogía, usada para explicar el fenómeno. Supongamos que el universo es la superficie de una manzana, y un gusano viaja sobre ella. La distancia desde un lado de la manzana hasta otro es igual corresponde al camino más corto (geodésica) que tiene que recorrer el gusano sobre dicha superficie. Si el gusano cavara un agujero directamente a través de la manzana la distancia que tendría que recorrer sería entonces menor.

Tradicionalmente se ha acudido al concepto de le existencia de una cuarta dimensión espacial para explicar el fenómeno.

Según la teoría de la relatividad de Einstein, los agujeros negros y los agujeros de gusano pueden existir en nuestro universo. Ambos tipos de agujeros están relacionados: un agujero de gusano tiene una corta duración y une dos agujeros negros. Pero son especulaciones teóricas. No existen pruebas de su existencia real.

El tiempo fluye más lentamente en un campo gravitatorio. En el caso extremo de un agujero negro, en el que la gravitación es enorme (se produce un colapso gravitatorio), el tiempo prácticamente se detiene y el espacio prácticamente desaparece: todos los puntos del espacio son el mismo punto.


Efecto túnel

En física cuántica, el efecto túnel (tunnel effect) es un fenómeno en el que una partícula salta, penetra o atraviesa una barrera de energía potencial mayor que la energía total (potencial + cinética) de la propia partícula.

Este fenómeno nació con el descubrimiento de la radiactividad natural por Henri Becquerel en 1896. Por ejemplo, las partículas alfa (núcleos de Helio) se “escapan” de un núcleo atómico inestable (radiactivo).

El efecto túnel se explica por la dualidad onda-partícula. La partícula tiene asociada una onda que se extiende más allá de la barrera de potencial. Parte de la onda es reflejada por la barrera y parte la atraviesa. La onda puede colapsarse como corpúsculo en esa zona. La función de onda describe (según la interpretación de Max Born) la probabilidad de que la partícula se encuentre en cada posición del espacio. El propio Born reconoció que el fenómeno del efecto túnel no está restringido solo a la física cuántica. Según la cosmología cuántica, el universo apareció a partir de una borrosidad cuántica, pasando a la existencia por el efecto túnel y evolucionando desde entonces.

El efecto túnel tiene importantes aplicaciones en dispositivos modernos, como la memoria flash, el microscopio de efecto túnel, los diodos LED, los transistores, los semiconductores y los superconductores.


Formalización en MENTAL

Aquí nos interesa integrar ambos fenómenos (agujeros de gusano y efecto túnel) mediante la formalización, en su aspecto cualitativo, de la desaparición de una entidad (una expresión) de un punto del espacio abstracto y su aparición en otro punto de ese mismo espacio.

Por ejemplo, si tenemos las expresiones

x=(a ⟨u⟩ b)   y=(c d ⟨v⟩)

y definimos la regla

⟨( (u=θ v=t) ←’ e=0 → (u=t v=θ)⟩

entonces, dependiendo del valor de e, la expresión t aparece en un lugar u otro:

Si e=0, x=(a t b) y=(c d)
Si e=1, x=(a b) y=(c d t)

Esto se puede generalizar. Una expresión t desaparece de un lugar y aparece en múltiples lugares a la vez. Por ejemplo, con la misma regla anterior,

x=(a ⟨u⟩ ⟨u⟩ b ⟨v⟩ ⟨v⟩)

Si e=0, x=(a t t b)
Si e=1, x=(a b t t)

El espacio abstracto y las leyes que lo rigen (las dimensiones de las primitivas semánticas) constituye un punto de encuentro con el mundo mental y el mundo de la física cuántica, donde no hay espacio ni tiempo físicos, sino espacio y tiempo abstractos. En lo profundo, mundo físico y mundo mental se unifican.


Bibliografía

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