Agujero de gusano - RIKEN
MADRID, 9 Mar. (EUROPA PRESS) -
Una nueva geometría del espacio-tiempo con estructura de agujero de gusano -conexiones entre áreas distantes del cosmos- ayuda a aclarar el puzzle de cómo la información escapa de un agujero negro.
La teoría de la relatividad general de Einstein predice que nada que caiga en un agujero negro puede escapar de sus garras. Pero en la década de 1970, Stephen Hawking calculó que los agujeros negros deberían emitir radiación cuando se considera la mecánica cuántica, la teoría que rige el reino microscópico. "Esto se llama evaporación del agujero negro porque el agujero negro se encoge, al igual que una gota de agua que se evapora", explica en un comunicado Kanato Goto de RIKEN Interdisciplinar Teórico y Matemático.
Esto, sin embargo, condujo a una paradoja. Eventualmente, el agujero negro se evaporará por completo, al igual que cualquier información sobre su contenido tragado. Pero esto contradice un dicho fundamental de la física cuántica: que la información no puede desaparecer del Universo. "Esto sugiere que la relatividad general y la mecánica cuántica, tal como están actualmente, son inconsistentes entre sí", dice Goto. "Tenemos que encontrar un marco unificado para la gravedad cuántica".
Muchos físicos sospechan que la información se escapa, codificada de alguna manera en la radiación. Para investigar, calculan la entropía de la radiación, que mide cuánta información se pierde desde la perspectiva de alguien fuera del agujero negro. En 1993, el físico Don Page calculó que si no se pierde información, la entropía crecerá inicialmente, pero se reducirá a cero a medida que desaparezca el agujero negro.
Cuando los físicos simplemente combinan la mecánica cuántica con la descripción estándar de un agujero negro en la relatividad general, Page parece estar equivocado: la entropía crece continuamente a medida que el agujero negro se encoge, lo que indica que se pierde información.
Pero recientemente, los físicos han explorado cómo los agujeros negros imitan a los agujeros de gusano, proporcionando una ruta de escape para la información. Esto no es un agujero de gusano en el mundo real, sino una forma de calcular matemáticamente la entropía de la radiación, señala Goto. "Un agujero de gusano conecta el interior del agujero negro y la radiación exterior, como un puente".
Cuando Goto y sus dos colegas realizaron un análisis detallado que combinaba la descripción estándar y la imagen de un agujero de gusano, su resultado coincidió con la predicción de Page, lo que sugiere que los físicos tienen razón al sospechar que la información se conserva incluso después de la desaparición del agujero negro.
"Descubrimos una nueva geometría del espacio-tiempo con una estructura similar a un agujero de gusano que se había pasado por alto en los cálculos convencionales", dice Goto. "La entropía calculada usando esta nueva geometría da un resultado completamente diferente".
Pero esto plantea nuevas preguntas. "Todavía no conocemos el mecanismo básico de cómo la radiación se lleva la información", dice Goto. "Necesitamos una teoría de la gravedad cuántica".
