Los físicos del Instituto de Matemáticas Steklov de la Academia de Ciencias de Rusia han desarrollado una descripción teórica del comportamiento de la materia dentro de los agujeros negros y han encontrado una forma posible de reconciliar la física cuántica y la teoría de la gravedad, según un artículo publicado en el Journal of High Energy Physics.
“Usamos un enfoque holográfico. Consiste en el hecho de que un sistema bidimensional cuántico que “vive” en el borde de un espacio 3D curvo especial, llamado espacio anti-de Sitter, puede describirse en su interior mediante la física gravitacional clásica. Así, el espacio tridimensional, junto con todo lo que sucede en su interior, juega el papel de un holograma que ilustra lo que está sucediendo directamente en nuestro sistema físico ”, dijo Mikhail Khramtsov del Instituto Matemático, citado por el servicio de prensa de la Russian Science Foundation.
Los agujeros negros regulares y supermasivos tienen una gravedad tan fuerte que no se puede superar sin superar la velocidad de la luz. Ningún objeto o radiación puede escapar más allá del impacto del agujero negro, que se denomina "horizonte de sucesos".
Lo que sucede más allá del horizonte de sucesos sigue siendo un misterio y un tema de controversia entre los físicos. La mayoría de los científicos creen que, en principio, es imposible mirar dentro de un agujero negro y estudiar su estructura, ya que esto conducirá a consecuencias extremadamente desagradables; en este caso, será imposible reconciliar la teoría de la relatividad de Einstein y la mecánica cuántica.
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Sin embargo, los agujeros negros existen y su comportamiento debe describirse de alguna manera. Hace relativamente poco tiempo, los científicos comenzaron a creer que los agujeros negros en realidad no son objetos tridimensionales, sino bidimensionales, una especie de "hologramas" espaciales, donde el espacio se contrae más cerca de los bordes y donde un objeto lanzado en línea recta regresa al punto de vuelo.
Esta teoría y las ecuaciones que la describen fueron presentadas a fines de la década de 1990 por dos cosmólogos famosos: Juan Maldasena de la Universidad de Princeton y Gerard 't Hooft de la Universidad de Utrecht. Según algunos científicos, principios similares pueden describir todo el Universo como un todo; en otras palabras, es muy posible que vivamos dentro de un holograma bidimensional plano.
Basándose en estos principios, Khramtsov y sus colegas intentaron explicar por qué la propia existencia de los agujeros negros no viola las leyes de la termodinámica, y también describir los procesos cuánticos que se encargan de transportar el calor dentro de ellos, basándose en la teoría de la relatividad y otras leyes clásicas de la física.
Los cálculos han demostrado que en un agujero negro se puede observar cierto análogo del equilibrio termodinámico, como en el Universo "normal". Los científicos enfatizan que esto se puede verificar experimentalmente chocando partículas enfriadas a temperaturas cercanas al cero absoluto.
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Si tales partículas caen en trampas magnéticas, cuando se irradian con un láser, se comportarán de la misma manera que la materia en los agujeros negros planos. En particular, la información sobre la aparición de nuevos enlaces cuánticos entre partículas se propagará dentro de la trampa a una cierta velocidad, y las desviaciones de ella significarán que los cálculos de los físicos rusos no son del todo correctos.
Como señala Khramtsov, el plasma de quarks-gluones que surge dentro del LHC o el colisionador RHIC en Brookhaven (EE. UU.) Se puede calentar de manera similar, lo que permite utilizar los mismos principios para describir su comportamiento y seguir estudiando. Según él, en un futuro cercano, los físicos rusos intentarán encontrar una respuesta a otra pregunta importante relacionada con los agujeros negros: ¿se pierde información cuando la materia pasa por el horizonte de eventos?
