Los físicos creen que finalmente han descifrado la famosa paradoja del agujero negro de Stephen Hawking

En el corazón de cada agujero negro se encuentra un problema. A medida que chisporrotean en la nada a lo largo de los eones, se llevan consigo una pequeña parte del Universo. Lo cual, francamente, simplemente no está en el libro de reglas.

Es una paradoja que el difunto Stephen Hawking nos dejó como parte de su revolucionario trabajo sobre estos monstruosos objetos, inspirando a los investigadores a jugar con posibles soluciones durante la mayor parte de medio siglo.

En algún lugar entre las dos teorías más grandes jamás construidas en física hay un pequeño pero significativo defecto. Encontrar una solución nos permitiría modelar la relatividad general como un sistema similar a una partícula o comprender la física cuántica en el contexto del espacio y el tiempo. Si no una combinación de ambos.

Un intento reciente de una nueva teoría por parte de físicos del Reino Unido, Estados Unidos e Italia ha ciertamente agitado

algún interés en los medios generalesaunque pasará algún tiempo antes de que sepamos de una forma u otra si es la solución que buscamos tan desesperadamente.

Matemáticamente, es un nuevo giro inteligente en una idea que se ha estado dando vueltas durante un tiempo: una que plantea que los agujeros negros son un poco ‘peludos’.

Para entender por qué un agujero negro peludo podría ser útil en lo que respecta a las paradojas, es importante saber por qué hay una paradoja, para empezar.

Los agujeros negros son masas de materia tan compactas que su gravedad frunce el espacio y el tiempo hasta el punto de que nada puede reunir la velocidad necesaria para escapar.

Normalmente esto no sería un gran problema. Pero hace aproximadamente medio siglo, Hawking se dio cuenta de que los agujeros negros deben ‘brillar’ de una manera bastante única. Su deformación del Universo cambiaría la naturaleza ondulatoria de los campos cuánticos circundantes de modo que se produjera una forma de radiación de calor.

Para hacer que las matemáticas estén en equilibrio, esto significa que los agujeros negros irradiarían energía gradualmente, se encogerían a un ritmo acelerado y, finalmente, desaparecerían.

Normalmente, la información que cae en un objeto radiante como una estrella estaría representada en el desordenado espectro de colores que se disparan desde su superficie. O se queda atrás en su cáscara fría y densa después de morir.

No así para los agujeros negros. Si la teoría de la radiación de Hawking es correcta, todo desaparecería. Lo que compromete la gran regla de la física cuántica que dice que la información que hace que una partícula sea una partícula se conserva en el universo de momento a momento.

Una parte importante del debate sobre la naturaleza del banco de información de un agujero negro es la medida en que las características y el comportamiento de su contenido continúan afectando su entorno incluso después de que se hayan deslizado por el borde.

Hay soluciones para los agujeros negros en la relatividad general que reconocen su masa, momento angular y carga aún empujando y tirando de su entorno local. Cualquier conexión restante con el Universo se describen como cabello, con teorías que presumen su persistencia como ‘teoremas del sí-cabello’.

Tener un poco de borrosidad le daría a los agujeros negros un camino para que su información cuántica permanezca atrapada en el Universo, incluso si se desvanecen con el tiempo.

Así que los teóricos han estado ocupados tratando de encontrar formas de hacer que las leyes que le dicen al espacio y al tiempo cómo curvarse encajen con las leyes que le dicen a las partículas cómo compartir su información.

Esta nueva solución aplica el pensamiento cuántico a la gravedad en forma de partículas teóricas llamadas gravitones. Estas no son partículas de buena fe como los electrones y los quarks, ya que nadie ha visto una en carne y hueso todavía. Es posible que ni siquiera existan en absoluto.

Eso no significa que no podamos averiguar cómo se verían si lo hicieran, o considerar posibles estados cuánticos en los que podrían operar.

A través de una serie de pasos lógicos de la forma en que los gravitones podrían comportarse potencialmente bajo ciertas condiciones de energía, el equipo demuestra un modelo razonable de cómo la información dentro de un agujero negro puede permanecer conectada con el espacio circundante a través de su línea de no retorno, como pequeñas perturbaciones. del campo gravitatorio del agujero negro (los pelos).

Como teoría, es interesante y se basa en un marco sólido. Pero hay un largo camino por recorrer antes de que podamos estampar ‘resuelto’ en esta paradoja.

En términos generales, hay dos formas en que la ciencia progresa. Una es ver algo extraño y tratar de explicarlo. La otra es adivinar algo extraño y luego tratar de encontrarlo.

Tener un mapa teórico como este es invaluable en nuestro viaje hacia una solución a una de las paradojas más desconcertantes de la física.

Esta investigación fue publicada en Cartas de revisión física.

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