Científicos: «Cabello cuántico» puede resolver la paradoja del agujero negro de Hawking

La paradoja de la información del agujero negro de Stephen Hawking ha desconcertado a los científicos durante medio siglo y ha llevado a algunos a cuestionar las leyes fundamentales de la física. Los científicos ahora dicen que pueden haber resuelto el infame problema al mostrar que los agujeros negros tienen una propiedad conocida como «cabello cuántico».

De ser cierto, esto sería un gran avance en la física teórica.

El profesor Xavier Calmette, de la Universidad de Sussex, quien dirigió el trabajo, dijo que después de trabajar en las matemáticas detrás del problema durante una década, su equipo logró un rápido progreso en el último año que les dio confianza de que finalmente habían resuelto el problema. .

«En general, la comunidad científica asumía que resolver esta paradoja requeriría un cambio masivo de paradigma en la física, lo que obligaría a una posible reformulación de la mecánica cuántica o la relatividad general», dijo Calmette. «Lo que encontramos, y creo que particularmente emocionante, es que esto no es necesario».

La paradoja de Hawking es la siguiente: las reglas de la física cuántica establecen que la información se conserva. agujeros negros Plantea un desafío a esta ley porque una vez que un objeto entra en un agujero negro, desaparece para siempre, junto con cualquier información codificada en él. Hawking identificó esta paradoja y durante décadas siguió confundiendo a los estudiosos.

Ha habido una miríada de soluciones propuestas, incluida la «teoría del cortafuegos» en la que se suponía que la información se quemaría antes de entrar en un agujero negro, la «teoría de la bola de fuzz» en la que se pensaba que los agujeros negros tenían límites borrosos y varias ramas de cuerdas. teoría. Pero la mayoría de estas propuestas requerían reescribir las leyes de la mecánica cuántica o la teoría de la gravedad de Einstein, los dos pilares de la física moderna.

Por el contrario, la teoría de la poesía cuántica pretende resolver la paradoja cerrando la brecha entre la relatividad general y la mecánica cuántica utilizando una nueva fórmula matemática.

El nombre es un guiño a la opinión, basada en la física clásica, de que los agujeros negros pueden considerarse objetos sorprendentemente simples, definidos solo por su masa y velocidad de rotación. La predicción de agujeros negros calvos sin características se ha denominado «teoría sin pelo» desde la década de 1970.

Calmette y sus colaboradores creen que un agujero negro es más complejo, o peludo. Sugieren que cuando la materia colapsa en un agujero negro, deja una débil huella en su campo gravitatorio. Esta huella digital se conoce como «cabello cuántico» y los autores dicen que proporcionará el mecanismo por el cual la información se conserva durante el colapso de un agujero negro. Bajo esta teoría, dos agujeros negros con masas y radios idénticos, pero con una configuración interna diferente, tendrían diferencias muy sutiles en sus campos gravitatorios.

«Nuestra solución no requiere una idea especulativa; en cambio, nuestra investigación demuestra que las dos teorías se pueden usar para hacer cálculos consistentes de agujeros negros y explicar cómo almacenar información sin la necesidad de una nueva física radical».

No hay una forma obvia de probar la teoría con observaciones astronómicas: las fluctuaciones gravitatorias serían demasiado pequeñas para medirlas. Pero es probable que la teoría sea objeto de un intenso escrutinio por parte de la comunidad teórica.

“Cuando tienes un gran reclamo, tienes que respaldarlo”, dijo Calmette. Agregó: «Tomará algún tiempo para que la gente acepte esto por completo. La ironía ha existido durante mucho tiempo y tienes a personas famosas de todo el mundo trabajando en esto durante años».

El trabajo fue publicado en Physical Review Letters.