Científicos: «Cabello cuántico» puede resolver la paradoja del agujero negro de Hawking

La paradoja de la información del agujero negro de Stephen Hawking ha desconcertado a los científicos durante medio siglo y ha llevado a algunos a cuestionar las leyes fundamentales de la física. Los científicos ahora dicen que pueden haber resuelto el infame problema al mostrar que los agujeros negros tienen una propiedad conocida como «cabello cuántico».

De ser cierto, esto sería un gran avance en la física teórica.

El profesor Xavier Calmette, de la Universidad de Sussex, quien dirigió el trabajo, dijo que después de trabajar en las matemáticas detrás del problema durante una década, su equipo logró un rápido progreso en el último año que les dio confianza de que finalmente habían resuelto el problema. .

«En general, la comunidad científica asumía que resolver esta paradoja requeriría un cambio masivo de paradigma en la física, lo que obligaría a una posible reformulación de la mecánica cuántica o la relatividad general», dijo Calmette. «Lo que encontramos, y creo que particularmente emocionante, es que esto no es necesario».

La paradoja de Hawking se resume de la siguiente manera: las reglas de la física cuántica establecen que la información se conserva. agujeros negros Plantea un desafío a esta ley porque una vez que un objeto entra en un agujero negro, desaparece para siempre, junto con cualquier información codificada en él. Hawking identificó esta paradoja y durante décadas siguió confundiendo a los estudiosos.

Ha habido una miríada de soluciones propuestas, incluida la «teoría del cortafuegos» en la que la información supuestamente se quema antes de entrar en un agujero negro, la «teoría de la bola de fuzz» en la que se pensaba que los agujeros negros tenían límites borrosos y varias ramas de la teoría de cuerdas. Pero la mayoría de estas propuestas requerían reescribir las leyes de la mecánica cuántica o la teoría de la gravedad de Einstein, los dos pilares de la física moderna.

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Stephen Hawking
La paradoja de Stephen Hawking ha desconcertado a los científicos durante décadas. Fotografía: Triton / Kobal / Shutterstock / Sky Documental

Por el contrario, la teoría de la poesía cuántica pretende resolver la paradoja al cerrar la brecha entre la relatividad general y la mecánica cuántica utilizando una nueva fórmula matemática.

El nombre es un guiño a la opinión, basada en la física clásica, de que los agujeros negros pueden considerarse objetos sorprendentemente simples, definidos únicamente por su masa y velocidad de rotación. La predicción de agujeros negros calvos sin características se ha denominado «teoría sin pelo» desde la década de 1970.

Calmette y sus colaboradores creen que un agujero negro es más complejo, o peludo. Sugieren que cuando la materia colapsa en un agujero negro, deja una débil huella en su campo gravitatorio. Esta huella digital se conoce como «cabello cuántico» y los autores dicen que proporcionará el mecanismo por el cual la información se conserva durante el colapso de un agujero negro. Según esta teoría, dos agujeros negros con masas y radios idénticos, pero con una configuración interna diferente, tendrían diferencias muy sutiles en sus campos gravitatorios.

«Nuestra solución no requiere una idea especulativa; en cambio, nuestra investigación demuestra que las dos teorías se pueden usar para hacer cálculos consistentes de agujeros negros y explicar cómo almacenar información sin la necesidad de una nueva física radical».

No hay una forma obvia de probar la teoría con observaciones astronómicas: las fluctuaciones gravitatorias serían demasiado pequeñas para medirlas. Pero es probable que la teoría sea objeto de un intenso escrutinio por parte de la comunidad teórica.

El profesor Toby Wiseman, físico teórico del Imperial College London, calificó el artículo de «buen trabajo», pero no estaba convencido de que resolviera la paradoja de décadas.

Crucialmente, dijo, el documento sugirió que podría ser posible obtener información adicional sobre lo que había dentro del agujero negro, pero no mostró que este fenómeno pudiera explicar toda la información aparentemente faltante. “No se presentaron y ese es el quid de la contradicción”, dijo.

“Mi sensación es que para resolver realmente esta paradoja, debes comprender completamente cómo se combinan la mecánica cuántica y la gravedad”, dijo. «Están buscando pequeñas correcciones, pero no la combinación completa de los dos».

Calmette dijo: «Cuando tienes un gran reclamo, tienes que apoyarlo. Tomará un tiempo para que la gente lo acepte por completo. La ironía ha existido durante mucho tiempo y tienes gente famosa en todo el mundo trabajando en esto». durante años.»

El trabajo fue publicado en Physical Review Letters.

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