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Un nuevo estudio resuelve, después de medio siglo, el problema de la pérdida de información de los agujeros negros

Un equipo de investigadores de la Universidad de Sussex, en Reino Unido, y la Universidad Estatal de Michigan, en EEUU, parecen haber resuelto la famosa paradoja del ‘pelo’ de los agujeros negros planteada por Stephen Hawking, un misterio que ha desconcertado a los científicos durante casi cincuenta años.

La respuesta, según escriben los investigadores en dos artículos recién publicados en ‘Physical Review Letters‘ y en ‘Physics Letters B‘, podría estar en una especie de ‘marca’ dejada en el campo gravitatorio de un agujero negro por la materia que cae en él, algo llamado ‘pelo cuántico’. Al parecer, los agujeros negros son más complejos de lo que se pensaba originalmente y tienen campos gravitatorios que contienen información sobre cómo se formaron.Y el ‘pelo cuántico’ resuelve la paradoja de la información de los agujeros negros de Hawking.

En 1975, Stephen Hawking demostró que los agujeros negros ‘no son tan negros’ y que de hecho se evaporan lentamente emitiendo una radiación que ha tomado el nombre del genial físico británico. Un año después, Hawking sugirió que, a medida que los agujeros negros se evaporan, destruyen para siempre la información que contienen, algo que va en contra de una ley fundamental de la mecánica cuántica que establece que cualquier proceso en la física puede revertirse matemáticamente.

Mucho antes, en la década de 1960, el físico John Archibald Wheeler, discutiendo la falta de características observables de los agujeros negros más allá de su masa total, giro y carga, acuñó la frase ‘los agujeros negros no tienen pelo’, es decir, ningún ‘rasgo físico’ diferencial.

Pero el ‘pelo cuántico’ descubierto en este estudio proporciona una forma de preservar la información cuando un agujero negro colapsa y, al hacerlo, resuelve uno de los dilemas más famosos de la ciencia moderna.

«Durante mucho tiempo –explica Xavier Calmet, autor principal de ambos estudios-, los agujeros negros se han considerado el laboratorio perfecto para estudiar cómo fusionar la teoría general de la relatividad de Einstein con la mecánica cuántica. En general, la comunidad científica asume que resolver esta paradoja requeriría un gran cambio de paradigma en la física, lo que forzaría la potencial reformulación de la mecánica cuántica o de la relatividad general. Pero lo que hemos encontrado, y creo que esto es particularmente emocionante, es que eso no será necesario».

Los agujeros negros se forman por el colapso de objetos compactos y luego, según la teoría cuántica, no existe una separación absoluta entre el interior y el exterior del agujero negro. «En la teoría clásica -explica por su parte Roberto Casadio, coautor de los estudios-, el horizonte de sucesos actúa como una membrana unidireccional perfecta que no deja salir nada y, por lo tanto, el exterior es el mismo para todos los agujeros negros de una masa dada. Este es el teorema clásico sin pelo».

«Sin embargo -concluye el investigador-, en la teoría cuántica, el estado de la materia que colapsa y forma el agujero negro continúa afectando el estado del exterior, aunque de una manera compatible con los límites experimentales actuales. Esto es lo que se conoce como ‘pelo cuántico’».

24-03-2022 | ABC – España

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