¿Puede ocurrir la dilatación del tiempo en un espacio dimensional superior o dentro de un agujero de gusano?

Como explica @B.fox en su comentario, nuestra comprensión de los agujeros de gusano no incluye otra dimensión. Cuando pasas a través de un agujero de gusano, todavía estás en un espacio de tiempo lineal 3D. ¹ Sin embargo, se cree que la gravedad aún debe existir en un agujero de gusano. Por lo tanto, su pregunta aún puede ser respondible.

Sospecho que la gente piensa que los agujeros de gusano pasan a través de otras dimensiones gracias a películas como Interstellar, que representan correctamente la apertura de un agujero de gusano como una esfera (3D), no como un agujero (2D, piensa en Star Trek: Deep Space Nine ), en el espacio. .. Esto podría llevar a la gente a concluir que viajar a través de él debe empujarte a una "cuarta" u otra dimensión. Este no es el caso, en la medida en que entendemos los agujeros de gusano. Una presentación asombrosamente simple de los agujeros de gusano se encuentra en Space.com

Piense en un agujero de gusano como un atajo. El espacio se tuerce, como si se torciera una hoja de papel, para acercar dos puntos. Debido a que los efectos de la gravedad todavía existen en un agujero de gusano, si ese atajo "pasara cerca" de un agujero negro, su paso a través de un agujero de gusano experimentaría la dilatación del tiempo. ² Si (mucho más probable) una de las bocas del agujero de gusano estuviera cerca de un agujero negro, también experimentaría dilatación. No importa dónde se forme el agujero de gusano, si pasa a través de él con suficiente velocidad, experimentará la dilatación del tiempo (esto supone que la estructura del agujero de gusano permitirá tales velocidades...).

En cuanto a si la dilatación del tiempo puede ocurrir o no en dimensiones más altas... Eso depende de lo que quieras decir con una "dimensión alta" (y dado que todavía tenemos que demostrar empíricamente que existen, es pura especulación). Una forma de ver una "dimensión superior" es agregar dimensiones de existencia, por ejemplo, el tiempo. Un edificio es 3D, pero su existencia es 4D debido al paso del tiempo (comienza de nuevo y cambia o se deteriora durante un período de tiempo medible). Debido a que esta perspectiva no es diferente a las vidas que vivimos ahora, la dilatación del tiempo es el acto de modificar la 4ª dimensión, que no es algo que "atraviesas" tanto como algo que "medis".

Si de lo que está hablando es de una dimensión de expresión física, tal que un tesseract es una sombra 3D de un cubo 4D que tiene cuatro líneas dibujadas desde el mismo vértice, cada una con un desplazamiento de 90 ° entre sí, entonces realmente no sabemos otra que concluir que tal cubo aún debe tener masa y, por lo tanto, gravedad, y por lo tanto podría verse afectado por la gravedad de un agujero negro, lo que significa que viajar a través de esa dimensión aún experimentaría la dilatación del tiempo debido a la proximidad a un agujero negro o velocidad.

Conclusión

Sí, puedes experimentar la dilatación del tiempo cuando viajas a través de un agujero de gusano y sí, si consideras que otras dimensiones son dimensiones de expresión física, también puedes experimentar la dilatación del tiempo en esas dimensiones.

Por último, permítanme ofrecer algunos consejos. Una buena historia tiene más que ver con cómo la escribes que con la precisión de la ciencia que usas como base. Un buen ejemplo es Star Trek IV: The Voyage Home, donde Checkov y Uhura recolectan fotones a través de una puerta de mamparo cerrada. A nosotros, los cinéfilos, realmente no nos importa que lo que están haciendo no tenga sentido porque estamos disfrutando de la historia, no de la ciencia. Incluso en la ciencia ficción, la ciencia es solo el escaparate que te permite contar una buena historia. No se obsesione demasiado con si la ciencia teórica respalda la historia que desea contar. Enfócate en contar una buena historia.

²   El problema con este concepto es que si el espacio solo está "doblado" como doblar una hoja de papel, entonces no puede suceder. Si el espacio, al ser 3D, está "retorcido", entonces podría serlo. Es un tema turbio, y explicarlo como si el espacio fuera 2D es una gran parte del problema.

La dilatación del tiempo es muy posible "probablemente incluso lo más probable" en teoría.

El concepto del puente de Einstein-Rosen se desarrolló en 1935 para resolver las singularidades en el espacio-tiempo generadas por una masa puntual calculada por Karl Schwarzschield en 1916. Podría decirse que un agujero negro sería suficiente como masa puntual para crear un agujero de gusano (puente de Einstein-Rosen). Lo importante aquí es que no solo el espacio sino también el tiempo convergen en una singularidad, por lo que el tiempo se comportará de manera diferente dentro de un agujero negro. Algunas soluciones matemáticas de la teoría de cuerdas incluso sugieren que puede funcionar al revés si no recuerdo mal.

Ahora, la desventaja, dado que el agujero de gusano está dentro del agujero negro, nunca podrá ingresar antes de ser desgarrado en sus partículas subatómicas. Es probable que incluso estas partículas no pasen debido a la gran inestabilidad del agujero de gusano. Fuller y Wheeler (1962) calcularon que el agujero de gusano no permanecería abierto el tiempo suficiente para que pasara un solo fotón.

Como conclusión , actualmente los agujeros de gusano solo existen como una construcción matemática que, incluso si es correcta, no podría ser utilizada por naves espaciales o posiblemente incluso por partículas individuales. Dicho esto, no te obsesiones con la física real en una ciencia ficción, sino simplemente inventa la física como parte de tu ciencia ficción.