Stephen Hawking propone una nueva solución sobre la paradoja de los agujeros negros


Por Florián López Ferreyra* | Redacción Hora 25 Ciencia & Tecnología

Todos alguna vez hemos escuchado hablar sobre los famosos «agujeros negros», esos extraños fenómenos cósmicos del que poco sabemos y sobre el que mucho han debatido los científicos.

La información concreta que hasta ahora se tiene de los agujeros negros es que son fenómenos cósmicos que se originan cuando una estrella de cierto tamaño colapsa. El resto de su materia queda limitada a una pequeña zona, que luego da paso a un inmenso campo gravitacional. Por mucho tiempo, se pensó que nada podía escapar su gravedad, ni siquiera la luz.

El propio Hawking, en 1974, dijo que podían emitir radiación, a esto se le conoció como la «radiación de Hawking», una idea en la que coinciden muchos físicos hoy en día. Sin embargo, inicialmente también señaló que la radiación emitida por un agujero negro se terminaría evaporando y toda la información sobre cada partícula desaparecería para siempre.

En 2004, Hawking sorprendió al mundo con un nuevo estudio que cambiaba su propia visión, «La paradoja de la información para agujeros negros», en el que señaló que en vez de absorberlo todo, los agujeros negros dejan escapar aunque sea algunas radiaciones. Este escape de algunas radiaciones fue denominado «regurgitación» del agujero negro.

Así, un agujero negro dejaría de ser el pozo infinito que destruye todo lo que cae en él y su frontera no estaría tan definida como se creía.


«No hay agujeros negros»

En el 2014 Stephen Hawking había ya asegurado en un nuevo estudio que «no hay agujeros negros», al menos tal y como se han conocido hasta ahora. En un trabajo publicado en Arxiv.org, el científico pone en duda las teorías sobre la noción del llamado «horizonte de sucesos», vale decir, la frontera invisible a partir de la cuál nada puede escapar de un agujero negro, ni siquiera la luz.

La nueva propuesta de Hawking es que no existe este «horizonte de sucesos», sino un «horizonte aparente» que mantiene temporalmente prisioneras la materia y la energía antes de liberarlas de nuevo, aunque de una forma caótica.

El propio autor de esta nueva teoría ha explicado a Nature que «no hay escape de un agujero negro en la teoría clásica, pero en la teoría cuántica permite que la energía y la información escapen de él».

Para explicar todo el proceso, Hawking ha apuntado que sería necesario lograr la plena integración en una única teoría de la gravedad con las otras fuerzas fundamentales de la naturaleza —la relatividad general que rige el universo macroscópico y la mecánica cuántica que rige el mundo subatómico—, una fusión que se resiste a los físicos desde hace tiempo. «El tratamiento correcto sigue siendo un misterio», ha añadido.

El artículo de Hawking derivó a partir de una disertación que el científico ofreció a través de Skype en el Instituto de Física Teórica Kavli en Santa Barbara (California) y lo ha titulado «Preservación de la información y la predicción del tiempo para los agujeros negros». 

Expertos han explicado a Nature que el estudio de Hawking propuesto en 2014 es un intento de resolver un aspecto de los agujeros negros que ha inquietado a los físicos durante casi dos años. Don Page, físico de la Universidad de Alberta (Canadá), ha indicado que «suena radical que proponga que no hay horizonte de sucesos» pero reconoce que «lo planteado por Hawking suena razonable».


«Cabello suave en los agujeros negros»

Ahora, el físico y cosmólogo británico Stephen Hawking, responsable de haber echado luz sobre muchos de los grandes misterios extraplanetarios, ahora es también quien vuelve a sembrar la duda: Stephen Hawking considera una nueva teoría sobre los agujeros negros, un enigma clave para la ciencia.

El científico publicó un nuevo estudio en el que indica que los objetos pueden quedar almacenados en los límites de un agujero negro. En dicho trabajo el afamado físico plantea dos escenarios posibles: uno, que afirma que la materia se desintegra y no llega a entrar al agujero negro; la otra, que los agujeros podrían ser un acceso a otros Universos.

En colaboración con los profesores Malcom Perry, de la Universidad de Cambridge, y Andrew Strombergos, de la Universidad de Harvard; Hawking ha propuesto una nueva solución para entender la paradoja de los agujeros negros, uno de los problemas más importantes de la física, puesto que determina la correlación entre el pasado, el presente y el futuro. En este nuevo estudio sugirió que los objetos pueden quedar almacenados sobre los límites de un agujero negro, en el llamado como «horizonte de sucesos».

El artículo, titulado «Cabello suave en los agujeros negros» («Soft Hair on Black Holes», su título original en inglés), trata sobre la paradoja de la información de los agujeros negros y responde a la siguiente pregunta: ¿Qué pasa cuando la información cae en un agujero negro, persiste o se pierde? Las reglas de la física cuántica suponen que la información probabilística de un estado cuántico no desaparece, pero esta vez no parece ser el caso.

Así, a principios de la década de los 70 el físico John Wheeler declaró que «los agujeros negros no tienen cabello», lo que dio origen al teorema de no cabello, que afirma que los agujeros negros son calvos y que todas sus soluciones se caracterizan por tres parámetros observables de manera externa: la masa, la carga eléctrica y el momento angular.

Sin embargo, en este nuevo documento Hawking «pone cabello» a los agujeros negros y asegura que son formaciones en el espacio-tiempo, que pueden existir alrededor del horizonte de sucesos de un agujero negro en forma de «súper traslado». Así, a medida que una partícula cargada pasa el umbral de un agujero negro, su información se elimina y queda fuera. El «súper traslado» se produce cuando la información entrante sacude un poco el tejido del espacio-tiempo, pero es suficiente para influir en la radiación que se emite por el agujero negro.

Asimismo, estos «súper traslados» pueden verse como partículas «suaves», que tienen energía cero o casi cero. Hawking y su coautor, Andrew Strominger, hablan de gravitones «suaves» —la forma teorizada de partículas de gravedad— y fotones, la forma de partículas de luz, que emergen cargadas y, cuando caen en el agujero negro, se llevan la información, pero no la energía.

La nueva teoría que Hawking propone ahora sugiriendo que los objetos pueden quedar almacenados sobre los límites de un agujero negro, conocido como el «horizonte de sucesos» o también «horizonte de eventos».  Lo que ahora plantea sobre la paradoja más importantes de la física, pues determina la relación entre el pasado, el presente y el futuro, es que hay nuevas concepciones de las fronteras del espacio a partir de la cuales, supuestamente, ninguna partícula puede salir, incluyendo la luz.

En este horizonte, el cosmólogo sugiere que pueden ocurrir dos cosas:

1- La materia tragada por el agujero negro no entra en el agujero sino que en ese horizonte se desintegra quedando codificada en un holograma bidimensional. «La información (materia física) no está almacenada en el interior del agujero negro como uno podría pensar, sino en sus límites, el horizonte de sucesos». Esto ocurriría en lo que se conoce como el «cabello» del agujero. Es aquí donde se crea una especie de marca holográfica bidimensional de todo lo que es aspirado por el agujero. El equipo de científicos asegura que la existencia de estos «cabellos» se puede probar. De ser así, le podría valer un Nobel al físico.

2- Los agujeros negros podrían ser un acceso a otros Universos. «Para ello, el agujero debe ser grande, y si está rotando puede pasar a otro universo, pero no se podría regresar al nuestro». «Si bien estoy interesado en los vuelos espaciales, no voy a intentar esto», bromeó el científico durante una conferencia en el Real Instituto de Tecnología KTH.


Teoría «incompleta»

En agosto pasado, Hawking ya había dado algunos adelantos de su trabajo durante una conferencia en Estocolmo, pero fue ahora que publicó su trabajo en internet para que sea examinado tanto por expertos como aficionados.

Cabe aclarar que el texto aún tiene que pasar la revisión de pares (en inglés: peer review), que deberán dar su aprobación para una publicación oficial. En los medios académicos la revisión de pares, también denominada arbitraje, es un método usado para validar trabajos de investigación o escritos teóricos con el fin de evaluar su calidad, originalidad, factibilidad, rigor científico, etcétera, antes de su publicación.

Sin embargo, el periodista científico Devin Powell publica en Simthsonian.com que si bien hasta ahora nadie ha informado de un error de cálculo, «han empezado a aparecer preocupaciones de que la teoría puede estar incompleta».

«Sabine Hossenfelder del Instituto Nórdico de Física Teórica pregunta cuánta información se podría codificar en un cabello», escribe Powell.

«También señala que el documento no explica cómo los cabellos, que desaparecerían una vez que se evapora el agujero negro, transfieren su información (materia física) a la radiación que queda».

Planteada así las cosas, ¿se develará por fin el enigma de los famosos agujeros negros? © Servipress.info 2016 | APIS 2017


* Periodista Científico. Colabora en el portal de noticias de Servipress.Info y en el periódico Punto de Vista.

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