En sistemas caóticos, incluso un pequeño salto puede provocar un efecto en cascada que afecta el resultado final. Esto es similar al efecto mariposa, en el que incluso un pequeño batir de alas puede provocar un huracán en el otro lado del mundo.
Los físicos teóricos Douglas Stanford y Stephen Schenker han demostrado que a nivel cuántico, los agujeros negros exhiben un comportamiento caótico similar al efecto mariposa. Hacer cambios en un agujero negro, incluso tan pequeños como dejar caer una sola partícula en él, puede cambiar su comportamiento.
La clave para comprender este caos es que los agujeros negros no son completamente negros. Los gigantes espaciales emiten una tenue neblina de partículas: los restos de pares de partículas virtuales que aparecen constantemente por todo el espacio. Cuando esto sucede en el horizonte de un agujero negro, algunas de las partículas pueden escapar, produciendo lo que hoy se conoce como radiación de Hawking. Estudiarlo arroja luz sobre la naturaleza caótica de los agujeros negros. Stanford y Schenker escribieron sobre esto en un artículo publicado en el Journal of High Energy Physics en 2014.
Imagínese arrojar un electrón a un agujero negro, un cambio menor para un gigante monstruoso. Sin embargo, esta pequeña cosa altera la radiación de Hawking, al igual que una mariposa bate sus alas y cambia la dirección de un barco distante.
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Descripción esquemática de la radiación de Hawking.
La adición de una partícula aumenta la masa del agujero negro y expande su horizonte de eventos, el límite más allá del cual nada puede salir. La radiación de Hawking que de otro modo se emitiría permanece atrapada dentro del agujero negro en expansión. Lo que parecía un cambio menor tiene consecuencias de gran alcance: puro caos.
Stanford amplió esta idea. Él, Schenker y Juan Maldacena del Instituto de Estudios Avanzados publicaron un artículo en 2016 en el Journal of High Energy Physics, en el que teóricamente mostraban que las consecuencias de incluso un pequeño cambio en un agujero negro aumentan lo más rápido posible físicamente. Este aumento de las consecuencias convierte a los agujeros negros en el sistema más caótico.
Al estudiar la conexión entre las partículas pequeñas y los agujeros negros gigantes, los científicos esperan desentrañar el intrincado conflicto entre las teorías más importantes de la física. El objetivo es formular una teoría de la gravedad cuántica combinando la mecánica cuántica y la relatividad general. Su inconsistencia indica que algo anda mal en el núcleo de cada teoría. Las nuevas ideas de Stanford sobre los agujeros negros ayudarán a los científicos a encontrar una solución.
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“Puede que sea una de esas pocas personas que realmente cambian el rumbo de la ciencia”, dice Schenker. "No puedo esperar para saber si tengo razón o no".
Vladimir Guillén
