Trabajo realizado para la 4 etapa del proceso de admision de l UNaADM

1. Viaje a las estrellas: ¿Es posible viajar a
otras galaxias?
Abandonando nuestro planeta
Todo en este universo es finito, y aunque parezca que no, la vida como la conocemos dejara de existir, nuestro
sol desaparecera al cabo de 5000 millones de años cuando su principal fuente de combustible (Hidrogeno)
empice a desaparecer y nuestro brillante astro se empiece a tornar una estrella gigante roja que aumentara
de tamaño paulatinamente y engullira primero los planetas cercanos para despues devorar la tierra… esto es
un panorama apocalitico que pareciera el guion de una pelicula de ciencia ficcion; sin embargo, la realidad
puede ser que el fin de nuestro planeta sea desde su interior.
. La tierra se formo hace aproximadamente unos 4500 millones de años con un margen de error del 1% y ha
atravesado diferentes cataclismos, que si bien han supuesto la extincion de diversas especies, siendo la mas
catastrofica la de los dinosaurios debido al impacto de un meteorito en la pininsula de Yucatán, no ha sido ni
por asomo lo que nosotros podriamos desencadenar en nuestro hogar. Cambios climaticos, guerras,
contaminacion, terremotos o pandemias pueden ser la causa principal de que la vida como la conocemos
desaparezca.
Según los cientificos, no existen lugares parecidos a la tierra, que alberguen las mismas condiciones para
sustentar la vida como la conocemos y tal parece que estamos destinados a morir junto con ella; sin embargo
parece ser que la respuesta esta más allá, mirando a la estrellas…
Peliculas y obras de ciencia ficción nos han mostrado como viajariamos a las estrellas, con viajes interestelares
a la velocidad de la luz o mediante la teletransportacion de , cubririamos grandes distancias, todo parece un
gran guión digno de llevar a cabo en algun espacio restringido de la NASA.
Los viajes interestelares, al parecer pueden ser posibles en terminos de fisica cuántica, sin embargo vamos a
desentrañar un poco como sería el viajar por el espacio en busca de un nuevo hogar.
“El estudio del universo es un viaje para auto descubrirnos”
Carl Sagan (1934 – 1996)

2. Viajando por el espacio.
Imaginemos que descubrimos una serie de planetas que podrían ser la salvación para nuestra especie,
pero resulta que esos planetas están totalmente fuera de nuestro alcance, años luz de distancia;
recordemos que la velocidad de la luz es de 300,000 km/s por lo que nuestros candidatos se encuentran
a distancias prácticamente inconcebibles. Aun teniendo la tecnología, posiblemente nuestra “arca”
llegaríacon la tripulación muerta o con loshijosde nuestros hijosde nuestros hijos(posiblemente nuestro
linaje ni siquiera perdure debido al enorme tiempo). Entonces ¿Qué hacer? Estudios recientes nos dicen
que hay distintas formas de alcanzar el espacio exterior, una de ellas sería mediante la implementación
de naves no tripuladas que contengan “huevos” fertilizados y puedan esparcirlos en el nuevo planeta a
fin de ser colonizados; sin embargo, la teoría nos dice que sería prácticamente imposible generar
humanos a través de la espontaneidad y mucho menos sin la supervisión de máquinas o humanos para
su correcto desarrollo.
Viajar por el espacio no será tarea simple, la vida promedio del ser humano es de aproximadamente 80
años (de acuerdo al grupo étnico, enfermedades hereditarias y condiciones de vida) la conservación de la
vida será una tarea difícil; hemos visto en las películas como los pasajeros de naves espaciales duermen,
esto no es del todo fantasioso, expertos afirman que mantener el cuerpo en un estado suspendido a
través del sueño, haría que la vida se prolongara al bajar nuestras funciones al mínimo, nuestro deterioro
celular sería menor, pero el macro celular no, nuestros huesos y músculos se verían afectados por estar
acostados, aunado a esto tenemos el problema de la gravedad, que hará que nuestros huesos y músculos
se atrofien por la falta de movimiento como estamos acostumbrados; es por ello que vemos a los
astronautasdelaestación espacialinternacionalhacerejerciciocon caminadoraso condistintosaparatos
para mantenerse en forma.
Supongamos que tenemos resuelto el problema de conservarnos mucho tiempo (algo así como la vida
“eterna”) ahora tenemos el problema de en qué ir. Las naves espaciales de nuestros tiempos como los
transbordadores STS (Space Transpor System)1
espaciales son naves que son capaces de orbitar nuestro
planeta, mas no viajar grandes distancias. Los transbordadores espaciales son “aviones” diseñados para
el espacio y son puestos en órbita mediante la propulsión de cohetes que llevan cantidades enormes de
Hidrogeno (si, el mismo que nuestro sol) y oxígeno, sin embargo, este programa aeroespacial empieza a
ser obsoleto debido a que es demasiado costoso poner un STS en órbita. La última misión de estos
colosales artefactos fue el 21 de julio de 2011 con la última misión del Atlantis2
Es por ello que los STS no pueden sernos de utilidad. Tenemos entonces dos problemas aun, en que ir y
con qué combustible llegar. Avances en la Aero náutica espacial han creado diversos prototipos, pero
solo son eso: prototipos. El espacio es un lugar hostil y enviar seres humanos allá supone más que una
aventura, un abierto suicidio. Pero olvidemos esta última parte y pensemos que ya tenemos la nave;
nuestro siguiente reto será: el combustible. Generadores de energía nuclear, energía iónica, Hidrogeno,
todos estos combustibles no serán suficientes para llevarnos tan lejos y, sobre todo, lo suficientemente
rápido para poder llegar “en menos tiempo”
1
http://www.nasa.gov/externalflash/the_shuttle/
2 tps://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_2014.html

3. Estudios recientes han descubierto una especie de combustible que parece ser la respuesta a nuestras
necesidades: el Helio 3
El helio-3, He-3, o 3
He es un isótopo ligero del elemento químico helio. Es estable y no es radiactivo.
El helión, núcleo del átomode helio-3, está constituidopor dos protones y unsolo neutrón,en contraste con
el helio ordinario (helio-4), que tiene dos neutrones. De acuerdo a CODATA, la masa de un helión es 5,006
411 92(0) × 10–27 kg.3
Los científicos estiman que existen un millón de toneladas de helio 3 en la luna, energía suficiente para el
mundo para miles de años. El equivalente de una carga simple del trasbordador espacial, que es de
aproximadamente 25 toneladas, podría proveer toda la energía que los Estados Unidos requieren durante un
año, según el astronauta de la Apolo 17 e investigador del FTI, Harrison Schmitt.
Sin embargo, por el momento, las cifras de extraer y transportar helio 3 de la luna son algo problemáticas. Aún
si los científicos resolvieran la física de la fusión del helio 3, “sería económicamente inviable”, aseveró Jim
Benson, presidente de SpaceDev en Poway, California, quienes luchan por ser una de las primeras empresas
comerciales en la exploración del espacio. “A menos que esté equivocado, tendríamos que devastar grandes
superficies en la Luna”. Mientras que es cierto que para producir unas 70 toneladas de helio 3 necesitarían
calentarse un millón de toneladas de suelo lunar a unos 800 grados Celsius para liberar el gas, los que
presentan la propuesta dicen que la devastación de tiras de superficie de la luna, no es la meta. “Hay suficiente
tan sólo en Mare Tranquilitatis para que dure por varios cientos de años”, dijo Schmitt. La luna estaría a tiro de
piedra de otras fuentes ricas en helio 3, como las atmósferas de Saturno y Urano.4
Como vemos, aun así, será complicado viajar por el espacio debido a los alto costos que esto implica,
habiendo explorado ya las opciones y suponiendo que tenemos ya la capacidad de prolongar nuestra vida,
de tener una nave que resista los embates hostiles de nuestro “vecindario” y el combustible que nos
impulse a la velocidad que necesitamos, aún no hemos explorado esa parte que parece estar más allá de
nuestra comprensión: los viajes a través de los hoyos negros y los agujeros de gusano…
3
https://es.wikipedia.org/wiki/Helio-3
4
http://astroseti.org/miscelanea/archivo/el-combustible-del-futuro-helio-3-esta-en-la-luna/

4. ¿Quién ES KIP THORNE Y QUE ES LA COSMOLOGIA?
Kip Stephen Thorne es un físico teórico estadounidense, conocido por sus numerosas contribuciones en el
campo de la física gravitacional y la astrofísica y por haber formado a toda una generación de científicos.
Thorne es uno de los expertos mundiales en las aplicaciones a la astrofísica de la Teoría de la Relatividad
General de Albert Einstein.
Thorne es conocido por su habilidad para transmitir la emoción y el significado de los descubrimientos sobre
la gravitación y la astrofísica tanto en el plano profesional como en el divulgativo. Thorne ha presentado
diversos programas de la PBS (televisión pública) y la BBC inglesa sobre los temas de los agujeros negros, las
ondas gravitatorias, la relatividad, el viaje en el tiempo y los agujeros de gusano.
La investigación de Thorne sea centrado principalmente en la astrofísica relativista y la física de la gravitación,
con énfasis en la evolución estelar, los agujeros negros y especialmente las ondas gravitatorias. Es conocido
por el gran público por su controvertida teoría de que los agujeros de gusano pueden ser utilizados para viajar
en el tiempo. Sin embargo, las contribuciones científicas de Thorne, que se centran en el carácter general del
espacio-tiempo y la gravedad, cubren la gama completa de temas en relatividad general5
Por su parte la cosmología física, es la rama de la astrofísica, que estudia la estructura a gran escala y la
dinámica del universo. En particular, trata de responder las preguntas acerca del origen, la evolución y el
destino del universo.
La cosmología física, tal y como se comprende actualmente, comienza en el siglo XX con el desarrollo de la
Teoria General de la Relatividad de Albert Einstein y la mejora en las observaciones astronómicas de objetos
extremadamente distantes. La cosmología física trata de entender las grandes estructuras del universo en el
presente como las galaxias, agrupaciones galácticas y supercumulos, utilizar los objetos más distantes y
energéticos (cuásares, supernovas y GRB´s) para entender la evolución del universo y estudiar los fenómenos
ocurridos en el universo primigenio cerca de la singularidad inicial.6
LOS AGUJEROS NEGROS, LOS AGUJEROS DE GUSANO O PUENTES DE
EINSTEIN – ROSEN
Thorne fue una de las primeras personas en realizar investigaciones científicas sobre si las leyes de la física
permiten la conexión múltiple del espacio y tiempo (si se pueden atravesar los agujeros de gusano y si es
posible una máquina del tiempo)
Pero, ¿Qué son en realidad los agujeros negros?
Para entender lo que es un agujero negro empecemos por una estrella como el Sol, que tiene un diámetro de
1.390,000 kilómetros y una masa 330000 veces superior a la tierra.
Teniendo en cuenta esa masa y la distancia de la superficie al centro de la tierra se demuestra que cualquier
objeto colocado sobre la superficie del sol estaría sometido a una atracción gravitatoria unas 28 veces superior
a la gravedad terrestre en la superficie del planeta. Una estrella corriente conserva su tamaño normal gracias
al equilibrio entre una altísima temperatura central, que tiende a expandir la sustancia estelar, y la gigantesca
atracción gravitatoria, que tiende a contraerla y estrujarla; si en un momento dado la temperatura interna
5
https://es.wikipedia.org/wiki/Kip_Thorne
6
https://es.wikipedia.org/wiki/Cosmolog%C3%ADa_f%C3%ADsica

5. desciende, la gravitación se hará dueña de la situación. La estrella comienza a contraerse y a lo largo de ese
proceso la estructura atómica del interior se desintegra. En lugar de átomos habrá ahora electrones, protones
y neutrones sueltos. La estrella sigue contrayéndose hasta el momento en que la repulsión mutua de los
electrones contrarresta cualquier contracción ulterior.
La estrella es ahorauna “enana blanca”. Si unaestrella como el Sol sufriera este colapso que conduce al estado
de una enana blanca, toda su masa quedaría reducida a una esfera de unos 16000 km de diámetro, y su
gravedad superficial (con una misma masa, pero a una distancia mucho menor del centro) seria 210000 veces
superior a la tierra.
Según la teoría de la relatividad, la luz emitida por una estrella pierde algo de su energía al avanzar contra el
campo gravitatorio de la estrella. Cuanto más intenso es el campo, tanto mayor es la perdida de energía, lo
cual ha sido comprobado experimentalmente en el espacio y en el laboratorio.
La luzemitidaporunaestrella ordinaria comoel Sol pierde muypocaenergía.Laemitida porunaenana blanca,
algo más; y la emitida por una estrella de neutrones aún más. A lo largo del proceso de colapso de la estrella
de neutrones llega un momento en que la luz que emana de la superficie pierde toda su energía y no puede
escapar.
Un objeto sometido a una comprensión mayor que la de las estrellas de neutrones tendría un campo
gravitatorio tan intenso, que cualquier cosa que se aproximara a el quedaría atrapaday no podría volver a salir.
Es como si el objeto atrapado hubiera caído en un agujero infinitamente hondo y no cesase nunca de caer. Y
como ni siquiera la luz puede escapar, el objeto comprimido será negro. Literalmente, un agujero negro. Hoy
día los astrónomos están encontrando pruebas de la existencia de agujeros negros en distintos lugares del
universo.7
Como podemos apreciar, el caso de los agujeros negros, nos muestra que todo lo que cae dentro de ellos no
puede regresar a nuestro universo, por lo que la cercanía hace que la relatividad del espacio tiempo se vea
afectada por la singularidad de su horizonte; su gravedad o “curvatura del espacio tiempo” es previsto por las
ecuaciones del campo de Einstein. Dicha curvatura es estudiada por la relatividad general, la que predijo la
existencia de los agujeros negros y fue su primer indicio.
LOS AGUJEROS DE GUSANO, NUESTRA OPORTUNIDAD DE VIAJAR EN EL
ESPACIO.
El término “agujero de gusano” fue introducido por el físico teórico estadounidense Jhon Wheeler en 1957.
Proviene de la siguiente analogía usada para explicar el fenómeno: si el universo es la piel de una manzana y
un gusano viaja sobre una superficie, la distancia de un punto de la manzana a su antípoda es igual a la mitad
de la circunferencia de la manzana, siempre que el gusano permanezca sobre la superficie de esta. Pero si, en
vez de esto, el gusano cavara un agujero directamente a través de la manzana, la distancia que tendría que
recorren seria considerablemente menor, ya que la distancia más cercana entre dos puntos es una línea recta
entre ambos.8
7
http://www.astromia.com/astronomia/negroagujero.htm
8
https://es.wikipedia.org/wiki/Agujero_de_gusano

6. El puente Einstein-Rosen describe esencialmente una “conexión”, por así llamarla, entre dos regiones
separadas de espacio-tiempo, las cuales pueden estar separadas a distancias astronómicamente enormes. En
teoría, un agujero de gusano podría permitir viajar en el tiempo. Esto podría llevarse a cabo acelerando En
teoría, un agujero de gusano podría permitir viajar en el tiempo. Esto podría llevarse a cabo acelerando el
extremo final de un agujero de gusano a una velocidad relativamente alta respecto de su otro extremo.
La dilatación de tiempo relativista resultaría en una boca del agujero de gusano acelerada envejeciendo más
lentamente que la boca estacionaria, visto por un observador externo, de forma parecida a lo que se observa
en la paradoja de los gemelos. Sin embargo, el tiempo pasa diferente a través del agujero de gusano respecto
del exterior, por lo que los relojes sincronizados en cada boca permanecerán sincronizados para alguien
viajando a través del agujero de gusano, sin importar cuanto se muevan las bocas. Esto quiere decir que
cualquier cosa que entre por la boca acelerada del agujero de gusano podría salir por la boca estacionaria en
un punto temporal anterior al de su entrada si la dilatación de tiempo ha sido suficiente.9
Por ejemplo, supongamos que dos relojes en ambas bocas muestran el año 2000 antes de acelerar una de las
bocas y, tras acelerar una de las bocas hasta velocidades cercanas a la de la luz, juntamos ambas bocas cuando
en la boca acelerada el reloj marca el año 2010 y en la boca estacionaria marca el año 2005. De esta forma, un
viajero que entrara por la boca acelerada en este momento saldría por la boca estacionaria cuando su reloj
también marcara el año 2005, en la misma región del espacio, pero cinco años en el pasado. Tal configuración
de agujeros de gusano permitiría a una partícula de la Línea de universo del espacio-tiempo formar un circuito
espacio-temporal cerrado, conocido como curva cerrada de tipo tiempo. El curso a través de un agujero de
gusano a través de una curva cerrada de tipo tiempo hace que un agujero de gusano tenga características
de hueco temporal.
Puesto que el “atajo” relativista es un verdadero atajo en el más pleno sentido de la palabra, de existir o de ser
posible construir uno con alguna tecnología actualmente fuera de nuestro alcance esto abriría la posibilidad
de realizar cosas con las que sólo sueñan en estos momentos los escritores de ciencia-ficción. Una de ellas
sería la posibilidad de poder viajar de un punto a otro a velocidades mucho mayores que la velocidad de la luz
(aunque en realidad no estaríamos viajando a la velocidad de la luz, sino que estaríamos tomando un atajo que
nos permite acortar la distancia en el espacio-tiempo permitiéndonos llegar en poco tiempo a otro punto para
el cual viajando directamente sin la ayuda de un agujero de gusano necesitaríamos de millones de años
consumidos en el viaje.10
La relatividad especial sólo tiene aplicación localmente. Los agujeros de gusano — si en efecto existiesen—
permitirían teóricamente el viaje superluminal (más rápido que la luz) asegurando que la velocidad de la luz
no es excedida localmente en ningún momento. Al viajar a través de un agujero de gusano, las velocidades
son subluminales (por debajo de la velocidad de la luz). Si dos puntos están conectados por un agujero de
gusano, el tiempo que se tarda en atravesarlo sería menor que el tiempo que tarda un rayo de luz en hacer el
viaje por el exterior del agujero degusano.Sin embargo, un rayo de luz viajando através del agujero degusano
siempre alcanzaría al viajero. A modo de analogía, rodear una montaña por el costado hasta el lado opuesto
a la máxima velocidad puede tomar más tiempo que cruzar por debajo de la montaña a través de un túnel a
menor velocidad, ya que el recorrido es más corto11
.
9
http://teoria-de-la-relatividad.blogspot.mx/2009/03/30-el-puente-einstein-rosen.html
10
http://teoria-de-la-relatividad.blogspot.mx/2009/03/30-el-puente-einstein-rosen.html
11
https://es.wikipedia.org/wiki/Agujero_de_gusano

7. Subatómicamente se hipotetiza la existencia de una espuma cuántica o de una espuma de espacio-tiempo,
avanzando con la conjetura, se hace hipotética la posibilidad de existencia de agujeros de gusano en la misma,
aunque si estos existieran serían altamente inestables y solo se podrían estabilizar invirtiendo enormes
cantidades de energía
Aunque posibles matemáticamente de acuerdo a la Relatividad General, los agujeros de gusano siguen siendo
inaccesibles para nuestros limitados recursos tecnológicos. Es posible que en estos momentos ya haya
agujeros de gusano que se estén formando espontáneamente en el Universo de cuya existencia no estamos
enterados, como también es posible que pueda haber agujeros de gusano construidos por otras civilizaciones
que sean tecnológicamente mucho más avanzadas que la nuestra. Y esto último es posible porque con la labor
empezadapor Copérnico y Galileo y culminada con Einstein el hombre ha dejado deser el centro del Universo,
ha sido destronado de la posición privilegiada que creía poseer. Y habiendo ocurrido esto, todo lo demás se
vuelve posible.12
Conclusiones.
Los viajes interestelares solo son plausibles dentro de las matemáticas, aun no poseemos la tecnología para
poder desarrollarlos, sin embargo, la posibilidad está ahí y solo necesitamos seguir buscando en ese hondo
infinito que día a día nos trae más sorpresas; es posible que haya civilizaciones allá afuera que puedan dominar
estos aspectos dela físicacuánticaasu antojoy realicenviajes hasta nuestroplaneta,aunque,particularmente
y debido a la atemporalidad que presenta el “estar” en un puente de Eintein –Rossen, es probable que seamos
nosotros de una manera diferente visitándonos en su pasado (recordemos que en dado caso, serian seres que
estaría más allá de la 5ta dimensión, basados en las teorías de las cuerdas) y el tiempo sea solo una dimensión
más que puedan visitar.
 ¿Por qué he elegido este tema?
De manera particular me encanta lo que es nuestro universo, me maravilla saber lo que hay allá
afuera, muchas veces veo películas sobre el tema, soy fan de la película Interstellar y por esta
misma que tome como base para desarrollar mi escrito.
 ¿De dónde partí para escribir este tema?
Partí de lo que es la energía oscura, si ahondamos en el tema, veremos que dicha energía está
vinculada a los agujeros negros y los puentes de Eisntein Rossen. También partí debido a que
consideré que la lectura que escogí tiene algunos huecos que pudieron ser explicados de una
manera más sencilla y también que podía ampliarse la información.
Este tipo de temas son particularmente difíciles, ya que manejan conceptos de física y
matemáticas que no podemos comprender de manera clara e incluso el mismo lenguaje usado
por los físico matemáticos es tan complejo que puede “volarnos” la cabeza; trate de que mi
escritosea lomás sencilloposible,sin usar tanto “rollo” de físicaomatemáticas haciendoeltexto
más digerible y ameno al lector.
12
http://teoria-de-la-relatividad.blogspot.mx/2009/03/30-el-puente-einstein-rosen.html