martes, 30 de junio de 2015


O usted puede iniciar una secuencia de la fatalidad. Los físicos todavía están debatiendo esta. 

Recreación artística de un agujero negro. Créditos: NASA / JPL-Caltech.

En la película Interestelar, el personaje principal Cooper escapa de un agujero negro en el tiempo para ver a su hija Murph en sus últimos días. Algunos han argumentado que la película es tan científica que debería enseñarse en las escuelas. En realidad, muchos científicos creen que cualquier cosa enviada en un agujero negro, probablemente sería destruida . Pero un nuevo estudio sugiere que esto podría no ser el caso, después de todo.

La investigación dice que, en lugar de ser devorado, una persona que cae en un agujero negro sería realmente ser absorbido en un holograma -sin siquiera darse cuenta-. El documento cuestiona una teoría rival afirmando que caer en un agujero negro es la destrucción inmediata.

Los agujeros negros de Hawking


Hace cuarenta años, Stephen Hawking conmocionó a la comunidad científica con el descubrimiento de que los agujeros negros no son realmente negros. La física clásica implica que todo lo que cae a través del horizonte de un agujero negro nunca puede escapar. Pero Hawking demostró que los agujeros negros emiten radiación continuamente, una vez que se tienen en cuenta los efectos cuánticos. Desafortunadamente, para los astrofísicos, la temperatura de esta radiación es mucho menor que la del fondo cósmico de microondas, lo que significa que está más allá de la detección con la tecnología actual.

Los cálculos de Hawking son desconcertantes. Si un agujero negro emite continuamente radiación, continuamente pierde masa, puesto que esta eventualmente se evapora. Hawking dio cuenta de que esto implicaba una paradoja: si un agujero negro se evapora, la información sobre él se perderá para siempre. Esto significa que incluso si pudiéramos medir la radiación de un agujero negro nunca podríamos averiguar en que momento fue formado originalmente. Esto viola una regla importante de la mecánica cuántica que indica la información no se puede perder o crear.

Otra forma de ver esto es que la radiación de Hawking plantea un problema con el determinismo de los agujeros negros. El determinismo implica que el estado del universo en un momento dado se determina de forma única en su estado independiente de cualquier otro momento. Así es como podemos rastrear su evolución tanto astronómicamente y matemáticamente, pese a la mecánica cuántica.

Esto significa que la pérdida del determinismo tendría que surgir de la conciliación de la mecánica cuántica con la teoría de Einstein de la gravedad -un problema notoriamente difícil y la meta final para muchos físicos-. La física de los agujeros negros ofrece una prueba para cualquier posible teoría de la gravedad cuántica. Sea cual sea su teoría, debe explicar lo que sucede con la información histórica de un agujero negro.

Fue así cómo en dos décadas se llegó a una solución. Sugirieron que la información almacenada en un agujero negro es proporcional a su área superficial (en dos dimensiones) en lugar de su volumen (en tres dimensiones). Esto podría explicarse por la gravedad cuántica, donde las tres dimensiones del espacio podrían ser reconstruidos a partir de un mundo de dos dimensiones sin gravedad - como un holograma-. Poco después, la teoría de cuerdas, la teoría más estudiada de la gravedad cuántica, apoyo esta idea.

Con el uso de la holografía podemos describir la evaporación del agujero negro en el mundo de dos dimensiones sin gravedad, por el que se aplican las normas habituales de la mecánica cuántica. Este proceso es determinista, con pequeñas imperfecciones en la radiación que codifica la historia del agujero negro. Así que la holografía nos dice que la información no se pierde en los agujeros negros, pero rastreando la falla en los argumentos originales de Hawking ha sido sorprendentemente difícil.

Bolas de pelusa frente cortafuegos


Pero exactamente los agujeros negros descritos por la teoría cuántica parecen más difíciles de resolver. En 2003, Samir Mathur propuso que los agujeros negros son como bolas de pelusa, en las que no hay horizonte de sucesos. Las fluctuaciones cuánticas de la región horizonte registra la información sobre la historia del agujero y por lo tanto la propuesta de Mathur resuelve la paradoja de la pérdida de información. Sin embargo, la idea ha sido criticada, ya que implica que alguien cae en este tiene una experiencia muy diferente a alguien que cae en un agujero negro divisado por la teoría de la relatividad general de Einstein.

La descripción general de la relatividad de los agujeros negros sugiere que una vez que se pasa del horizonte de sucesos, la superficie de un agujero negro, se puede ir más y más hacia una profundidad sin fin. Mientras lo hace, el espacio y el tiempo se deforman hasta que llegan a un punto llamado la "singularidad" momento en el que las leyes de la física dejan de existir. (Aunque en realidad, la persona muere muy pronto en este viaje a medida que se separa por intensas fuerzas).

En el universo de Mathur, sin embargo, no hay nada más allá del horizonte de sucesos difusos. En la actualidad, una teoría rival en la gravedad cuántica es quien cae en un agujero negro atraviesa un cortafuegos y se destruye inmediatamente. La propuesta cortafuegos ha sido criticada ya que (como las bolas de pelusa) puesto que los cortafuegos tienen un comportamiento radicalmente diferente en el horizonte de la relatividad general de los agujeros negros.

Pero Mathur sostiene que para un observador externo, alguien que cae en una bola de pelusa ve casi lo mismo que alguien que cae en un agujero negro de Einstein, a pesar de que los comprendidos tienen experiencias muy diferentes. Otros trabajan entre ambos dilemas y consideran que estos argumentos se basan en propiedades del ejemplo que han utilizado. Mathur utiliza una descripción explícita de un tipo muy especial de bolas de pelusa para hacer sus argumentos, percibiendo que quien cae se encontrará frente a una superficie tan suave.

El debate acerca de lo que realmente sucede cuando uno cae en un agujero negro probablemente continuará durante algún tiempo. La pregunta clave es entender en que momento del horizonte de sucesos el sujeto se reconstruye como un holograma, pero radicalmente comprender cómo sucede esto.

Marika Taylo, "Falling into a black hole may convert you into a hologram", The Conversation.

0 comentarios:

Publicar un comentario

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...