Un mes después de que Stephen Hawking y sus colegas publicaran un artículo sobre los agujeros negros, los físicos todavía luchan por llegar a un consenso. Algunos aclaman su último trabajo como una nueva forma de resolver el rompecabezas del agujero negro; otros no están seguros de su autoridad. Los primeros respaldan la afirmación del preprint de que proporciona una forma prometedora de resolver el misterio de la llamada paradoja de la información del agujero negro que Hawking dedujo hace más de 40 años.
"Creo que hay un entusiasmo general de que podemos ver cosas familiares de una manera diferente, vamos a romper el punto muerto", dice Andrew Strominger, físico de la Universidad de Harvard en Cambridge, coautor de uno de los últimos trabajos. Strominger presentó los resultados de su trabajo el 18 de enero de 2016 en la Universidad de Cambridge, donde tiene su sede Hawking.
Muchos no están convencidos de que este enfoque pueda resolver la paradoja, aunque admiten que ilumina varios problemas de la física. A mediados de los años 70, Hawking descubrió que los agujeros negros no son completamente negros, pero emiten un poco de radiación. Según la física cuántica, a partir de las fluctuaciones cuánticas más allá del horizonte de sucesos, el punto de no retorno de un agujero negro, deberían surgir pares de partículas. Algunas de estas partículas abandonan la gravedad del agujero negro, pero se llevan parte de su masa, lo que hace que el agujero negro se contraiga lentamente y finalmente desaparezca.
En un artículo publicado en 1976, Hawking indicó que las partículas que escapan, ahora conocidas como radiación de Hawking, tendrían propiedades completamente aleatorias. Como resultado, cuando el agujero negro desaparece, la información almacenada en él se perderá para el Universo. Pero este resultado no concuerda con las leyes de la física, según las cuales se conserva información, como la energía, lo que da lugar a una paradoja. "Este trabajo ha causado más noches de insomnio para los físicos teóricos que cualquier otro trabajo en la historia", recordó Strominger.
norte
Explicó que fue un error ignorar el potencial del espacio vacío para transportar información. En su trabajo, junto con Hawking y el tercer coautor Malcolm Perry, también de la Universidad de Cambridge, recurre a las partículas blandas. Estas son versiones de fotones de baja energía, partículas hipotéticas conocidas como gravitones y otras partículas. Hasta hace poco, se utilizaban principalmente para cálculos en física de partículas. Pero los autores señalan que el vacío en el que se encuentra el agujero negro no tiene por qué estar desprovisto de partículas, solo energía, y por lo tanto, las partículas blandas pueden estar presentes en él en un estado de energía cero.
Todo lo que cae en un agujero negro, continúan, deja una huella, una huella, en estas partículas. “Si está en el vacío e inhala, suponga que está inhalando muchos gravitones suaves”, dice Strominger. Después de esta perturbación, el vacío alrededor del agujero negro cambia y la información se guarda al final.
El artículo continúa proponiendo un mecanismo para transferir esta información al agujero negro, que teóricamente resuelve la paradoja. Para hacer esto, los autores calcularon cómo decodificar los datos en una descripción cuántica del horizonte de eventos, conocido como el "cabello de un agujero negro".
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Transición complicada
Sin embargo, el trabajo está lejos de estar completo. Abhay Ashtekara, que estudia la gravedad en la Universidad de Pensilvania en University Park, dice que encuentra poco convincente la forma de los autores de transmitir información a un agujero negro ("pelo suave"). Y los autores admiten que aún no saben cómo esta información podría transmitirse posteriormente con la radiación de Hawking, y este es un paso siguiente necesario.
Stephen Avery, físico teórico de la Universidad Brown en Providence, Rhode Island, se muestra escéptico sobre la posibilidad de que este enfoque resuelva la paradoja, pero definitivamente cree que ampliará el significado de partículas blandas. Señala que Strominger descubrió que las partículas suaves revelan simetrías sutiles de fuerzas conocidas de la naturaleza, "algunas de las cuales son conocidas por nosotros y otras son nuevas".
Otros físicos son más optimistas sobre las perspectivas de este método para resolver la paradoja de la información. Sabine Hossenfelder, del Instituto de Estudios Avanzados de Alemania, dice que los resultados del "cabello suave", junto con su propia investigación, podrían resolver controversias en torno a los agujeros negros como el problema del firewall. Verá, existe la cuestión de si el horizonte de sucesos puede volverse extremadamente caliente debido a la radiación de Hawking. Esto contradice la relatividad general de Einstein, según la cual un observador que atraviese el horizonte no notaría cambios repentinos en el entorno.
“Si el vacío tiene diferentes estados”, dice Hossenfelder, “entonces puede transmitir información en radiación sin poner energía en el horizonte. Por lo tanto, no habrá firewall.
