07/Jul/08

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Los físicos demuestran cómo puede escapar la información de los agujeros negros

Los físicos de la Universidad Estatal de Pensilvania han suministrado un mecanismo por el cual la información puede ser recuperada de los agujeros negros, esas regiones del espacio donde la gravedad es tan fuerte que, de acuerdo con la teoría general de la relatividad de Einstein, ni siquiera la luz puede escapar

Las conclusiones del equipo pavimentan el camino hacia el final de un debate que ha durado décadas e iniciado por el renombrado físico Stephen Hawking. El trabajo del equipo será publicado el 20 de mayo de 2008 en la revista Physical Review Letters.

Representación artística de la acreción de un grueso anillo de polvo en un agujero negro súper masivo. La acreción produce chorros de rayos de gamma y rayos-X.

En los '70, Hawking mostraba que los agujeros negros desaparecían por procesos cuánticos; sin embargo, afirmó que la información, tal como la identidad de la materia que es engullida por los agujeros negros, estaba permanentemente perdida. En ese momento, la afirmación de Hawking amenazó con lanzarles por la cabeza la mecánica cuántica -la teoría física más exitosa postulada por la especie humana-, ya que un dogma fundamental de la teoría es que la información no se puede perder.

La idea de Hawking fue aceptada por los físicos en general hasta finales de los '90, cuando muchos empezaron a dudar de la afirmación. Incluso el mismo Hawking renunció a la idea en 2004. Sin embargo nadie, hasta ahora, fue capaz de suministrar un mecanismo posible de cómo puede escapar la información de un agujero negro. Un equipo de físicos liderados por Abhay Ashtekar, poseedor del Eberly Family Chair en física y director del Instituto para la Gravitación y el Cosmos en la Universidad Estatal de Pensilvania, ha descubierto ese mecanismo. En términos generales, sus conclusiones expanden el espacio-tiempo más allá de su presunto tamaño, y por lo tanto suministra espacio para que reaparezca la información.

Para explicar el tema, Ashtekar usó una analogía de Alicia en el País de las Maravillas. "Cuando el gato de Cheshire desaparece, su abierta sonrisa permanece", dijo. "Solíamos pensar que con los agujeros negros pasaba lo mismo. El análisis de Hawking sugería que al final de la vida de un agujero negro, incluso después de que se ha evaporado totalmente, queda una singularidad -o un borde final del espacio-tiempo, y que esta singularidad sirve de sumidero para la información no recuperable".

Pero Ashtekar y sus colaboradores, Victor Taveras, estudiante postgraduado en el Departamento de Física en la Estatal de Pensilvania, y Madhavan Varadarajan, profesor en el Instituto de Investigación Raman en India, sugieren que las singularidades no existan en el mundo real. "La información sólo parece haberse perdido porque hemos estado mirando una parte restringida del verdadero espacio-tiempo de la mecánica cuántica", dijo Varadarajan. "En cuanto uno considera la gravedad cuántica, entonces el espacio-tiempo se vuelve mucho más grande y hay lugar para que la información reaparezca en el futuro distante del otro lado de lo que primero se pensaba era el final del espacio-tiempo".

De acuerdo con Ashtekar, el espacio-tiempo no es un continuum como los físicos creyeron alguna vez. En cambio, está formado por componentes individuales, exactamente como un trozo de tela; aunque parece ser continuo, está formada por los hilos individuales. "Cuando nos dimos cuenta de que la idea de espacio-tiempo como un continuum era apenas una aproximación de la realidad, se volvió claro para nosotros que las singularidades eran simples artilugios de nuestra insistencia en que el espacio-tiempo debería ser descrito como un continuum".

Para dirigir sus estudios, el equipo usó agujeros negros bidimensionales para investigar la naturaleza cuántica de los agujeros negros reales, que existen en cuatro dimensiones. Fue así porque los sistemas bidimensionales son matemáticamente más simples de estudiar. Pero por las similitudes entre los agujeros negros bidimensionales y los esféricos de cuatro dimensiones, el equipo cree que éste es un mecanismo general que puede ser aplicado en cuatro dimensiones. El grupo está buscando métodos para estudiar directamente los agujeros negros de cuatro dimensiones.

Fuente: PSU. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard