Con un tirón tan fuerte que ni siquiera la luz escapa, un agujero negro se define por su gravedad. Pero ahora, un modelo que ignora la gravedad está resultando ser sorprendentemente útil para determinar como funcionan estos gigantes cósmicos
Los agujeros negros están allí donde chocan las grandes ideas de la cosmología, como la gravedad y la mecánica cuántica. Eso los hace ideal para probar nuevas teorías. «Un agujero negro es un poco como el átomo de hidrógeno de la gravedad cuántica», dice Samuel Braunstein de la Universidad de York, Reino Unido. «Es un lugar para poner a prueba ideas y teorías, y ver lo que puede o no puede suceder».
Utilizando la teoría cuántica, su equipo modeló un agujero negro mínimo, definido sólo por tener un interior y un exterior. Para su sorpresa, descubrieron que este objeto reproduce muchas de las características de los agujeros negros reales, que se cree que dependen de la gravedad, incluyendo la radiación Hawking, que podría producirse por medio de un proceso llamado efecto túnel cuántico.
Esto concuerda con las sugerencias de que la gravedad no es un componente fundamental del universo, sino una propiedad emergente de la mecánica cuántica, al igual que las olas son una propiedad emergente de moléculas de agua.
Erik Verlinde, un físico teórico de la Universidad de Amsterdam, Países Bajos, a quien se le ocurrió esta idea, está de acuerdo. «Este hecho arroja algo de luz sobre mis ideas sobre el surgimiento de la gravedad desde la entropía«, dice. «En particular, se señala que la información cuántica es un concepto clave que es relevante».
Braunstein piensa que el agujero negro de juguete también esquiva la llamada paradoja del cortafuegos (firewall o muro de fuego) del agujero negro, un experimento mental que involucra a alguien que cae en un agujero negro y que revela una incoherencia entre la mecánica cuántica y la relatividad general.
El año pasado Joe Polchinski, de la Universidad de California, Santa Bárbara, y sus colegas, demostraron cómo el entrelazamiento cuántico de los fotones emitidos por un agujero negro a través de la radiación de Hawking y los que continúan en el interior deben, en algún momento, formar un muro de fuego inmediatamente por fuera el horizonte de sucesos. Como resultado, una persona que cae en el agujero negro sería quemada hasta ser cenizas. Pero esto contradice la relatividad general, que dice que alguien que cae en un agujero negro no debe notar una diferencia cuando cruza el horizonte de sucesos.
Utilizando su modelo agujero negro sin gravedad, Braunstein y sus colegas mostraron que es posible crear un agujero negro en el que el muro de fuego no aparece hasta los últimos instantes de la vida del agujero negro, cuando es demasiado pequeño para que alguien caiga en él, de todos modos. «En lugar de ser una imagen cursi [el agujero negro de juguete] es un competidor fantástico para la física real», dice Braunstein.
Polchinski no está tan seguro. «El trabajo de Braunstein se basa en un modelo un tanto atípico del proceso de Hawking», dice. «Es interesante que esto haga, en verdad, que sea posible retrasar o evadir el problema, pero no creo que las cosas sean así en detalle.»
Referencia de publicaci´ón: Physical Review Letters, doi.org / KTD
Fuente: New Scientist. Aportado por Eduardo J. Carletti
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