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¿Qué es la paradoja del agujero negro de Hawking? Loco misterio de 50 años, dicen los expertos

Los científicos creen que tienen uno de los misterios más apremiantes de los agujeros negros desgarrados por expertos que se han estado moviendo durante muchos años.

Los agujeros negros se encuentran entre los objetos más extremos y extraños que conocemos, después de la caída de las estrellas gigantes. Son objetos con una tracción gravitatoria tan intensa que la propia luz no puede escapar cuando cae en ellos.

Una característica particular de los agujeros negros ha preocupado a los científicos durante muchos años. En la década de 1970, el físico de renombre mundial Stephen Hawking y sus colegas descubrieron que los agujeros negros emiten lo que se conoce como radiación de Hawking, un resplandor de luz que drena la energía del agujero negro. Con el tiempo, un agujero negro liberará tanta radiación de Hawking que desaparecerá por completo.

Fundamentalmente, los cálculos de los científicos han demostrado que la radiación de Hawking no puede revelar nada sobre el contenido del agujero negro. En otras palabras, cuando un agujero negro finalmente muere, todo el conocimiento de lo que levantó en su vida desaparece para siempre.

El problema es que esto no debería ser posible en la mecánica cuántica, las reglas de la física que gobiernan cómo funciona el universo en el nivel más básico. La Mecánica Cuántica dice que la información nunca puede ser destruida. Según el Instituto Tecnológico de Massachusetts, si un observador conoce el estado actual de cualquier sistema, entonces puede saber todo sobre su pasado y futuro.

“La información arrojada al agujero negro desaparecerá porque la radiación es térmica y no hay información. Esto sería un gran problema para la mecánica cuántica: el principio básico de la mecánica cuántica es que cualquier proceso de la física se puede revertir matemáticamente”, dijo el profesor. Javier. Calmet, profesor de física en la Universidad de Sussex en el Reino Unido que dirigió un nuevo estudio sobre el tema. «¡Debería ser posible rebobinar la película y mirar hacia atrás! ¿Está mal la relatividad general? ¿Está mal la mecánica cuántica?»

Este problema se llama la paradoja de la información del agujero negro. El jueves, Calmet y otros científicos de Italia y EE. UU. publicaron lo que tienen que decir sobre una solución.

En esencia, el estudio muestra que los agujeros negros tienen características externas -los investigadores llaman a estas características «pelo»- que permiten a los observadores externos saber qué sucede dentro del agujero negro.

Esto contrasta con lo que se conoce como el «teorema sin pelo», que establece que un agujero negro solo se puede conocer mirándolo desde el exterior: su masa, su carga eléctrica y su momento angular. .

Sin embargo, Calmet y sus colegas piensan que los agujeros negros brindan más información de lo que se pensaba anteriormente.

Según sus cálculos, los objetos que caen en un agujero negro dejan huellas en el campo gravitatorio del agujero negro que, en teoría, conserva al menos parte de esa información.

“Estamos mostrando que la radiación de Hawking y la geometría del espacio-tiempo están atascadas”, dijo Calmet. «Este es un enorme sistema cuántico que llamamos el estado cuántico del campo de gravitones y toda la información que alguna vez entró en el agujero negro está en este estado».

Calmet dijo que, en teoría, es posible que un observador externo recopile información sobre lo que ha caído en un agujero negro mediante el estudio de estos ‘pelos’ del agujero negro, aunque en la práctica esto sería «tan inútil como tratar de recrear una pieza de eso. carbón después de haber sido quemado».

La importancia de esta decisión, sin embargo, es que no es necesario reescribir las reglas de la mecánica cuántica para resolver la paradoja de la información del agujero negro.

«Nuestra solución no requiere ningún pensamiento especulativo; en cambio, nuestra investigación muestra que ambas teorías pueden usarse para realizar cálculos consistentes para los agujeros negros y explicar cómo se almacena la información sin la necesidad de una nueva física radical», dijo Calmet a un periódico.

Calmet reconoció que se trataba de una «gran demanda» que la comunidad científica tardaría en aceptar.

De hecho, el profesor Toby Wiseman, físico teórico del Imperial College London, dijo que el estudio fue «un buen trabajo», pero no mostró que toda la información que cae en un agujero negro se pueda recuperar.

Él cree que las dos teorías universales de la mecánica cuántica y la gravedad, que nunca se han resuelto, deben «unirse» para resolver la paradoja.

Tom Hartman, profesor asociado de física en la Universidad de Cornell con experiencia en gravedad cuántica y agujeros negros, dijo que, en su opinión, el nuevo estudio no «hace un progreso significativo en la paradoja de la información del agujero negro».

Esteban Halcón

Editorial TNH

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