La gravedad emerge de la información cuántica, dicen físicos - principal


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El nuevo rol que esa información cuántica desempeña en la gravedad prepara la escena para una dramática unificación de ideas en la física

Una de las ideas nuevas más explosivas en física es que la gravedad es un fenómeno emergente; que de alguna forma surge a partir de las complejas interacciones entre cosas más simples.

Hace unos meses, Erik Verlinde de la Universidad de Amsterdam presentó una de estas ideas, que ha generado una tormenta en el mundo de la física. Verlinde sugirió que la gravedad era, simplemente, una manifestación de la entropía del universo. Su idea estaba basada en la segunda ley de la termodinámica, que dice que la entropía siempre aumenta con el tiempo. Esto sugiere que las diferencias de entropía entre las partes del universo generan una fuerza que redistribuye la materia de una forma que maximiza la entropía. Esta es la fuerza que llamamos gravedad.

Lo emocionante de esta aproximación es que simplifica drásticamente el andamiaje teórico que sostiene la física moderna. Y aunque tiene sus limitaciones —por ejemplo, genera leyes gravitatorias de Newton en lugar de las de Einstein— también tiene algunas ventajas, como la capacidad de tener en cuenta la magnitud de la energía oscura, algo con lo que chocan las teorías convencionales gravitatorias.

Pero tal vez la idea emergente más fuerte del planteo de Verlinde es que la gravedad es, en esencia, un fenómeno de información.

Hoy esta idea obtiene un útil impulso de parte de Jae-Weon Lee y un par de colegas de la Universidad de Jungwon en Corea del Sur. Usan el concepto de información cuántica para derivar una Teoría de la Gravedad y lo hacen de una forma ligeramente distinta a Verlinde.

En el núcleo de sus ideas está la tramposa pregunta de qué sucede cuando la información entra en un agujero negro. Los físicos han quedado desconcertados con esto durante décadas, con poco consenso para una respuesta. Pero una de las cosas en las que coinciden es en el Principio de Landauer: el borrado de un bit de información cuántica siempre incrementa la entropía del universo en una cierta cantidad y requiere una cantidad específica de energía.

Jae-Weon y compañía asumen que este proceso de eliminación debe ocurrir en el horizonte del agujero negro. Y si es así, el espacio-tiempo debe autoorganizarse de una forma que maximice la entropía en esos horizontes. En otras palabras, genera una fuerza similar a la gravedad.

Esto es intrigante por varias razones. Primero, Jae-Weon y sus colegas asumen que existe espacio-tiempo y su geometría, y simplemente se preguntan qué forma debe tomar si la información se elimina de esa manera en los horizontes.

Esto también relaciona la gravedad con la información cuántica por primera vez. En los últimos años, muchos resultados en la mecánica cuántica han apuntado al papel cada vez más importante que parece jugar la información en el universo.

Algunos físicos están convencidos de que las propiedades de la información no vienen del comportamiento de los portadores de la misma, tales como los fotones o los electrones, sino al contrario. Creen que la propia información es el fantasmal lecho sobre el que se construye el universo.

La gravedad siempre ha sido una mosca en la sopa. Pero la creciente creencia en que aquí también la información desempeña un papel fundamental podría abrir el camino al tipo de unificación entre la mecánica cuántica y la relatividad con el que los físicos han estado soñando.

Fuente: Technology Review. Aportado por Eduardo J. Carletti

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