¿Qué sucede con la información después de que cruza el horizonte de eventos de un agujero negro? Ha habido sugerencias de que la ingeniería de agujeros de gusano podría ayudarnos a resolver este molesto problema, pero las matemáticas han sido complicadas, por decir lo menos.
En una nueva investigación, un equipo internacional de físicos ha ideado una solución para comprender mejor cómo los agujeros negros colapsan para evitar romper las leyes fundamentales de la física cuántica (más sobre esto en un momento).
Aunque es muy teórico, el trabajo sugiere que hay cosas que es probable que pasemos por alto en nuestra búsqueda para resolverlas. relatividad general con la mecánica cuántica.
«Descubrimos una nueva geometría del espacio-tiempo con una estructura similar a un agujero de gusano que se ha pasado por alto en los cálculos convencionales». El físico Kanato Goto dice: de la Universidad de Cornell y RIKEN en Japón.
«La entropía calculada usando esta nueva geometría da un resultado completamente diferente».
La paradoja de la información del agujero negro es una de las tensiones no resueltas entre la teoría de la relatividad general de Einstein y la mecánica cuántica.
Según la relatividad general, el horizonte de sucesos de un agujero negro se considera el punto de no retorno. Todo lo que se encuentra más allá de ese punto crítico está implacablemente cubierto por el pozo gravitatorio de un agujero negro, y ninguna velocidad en el universo, ni siquiera la velocidad de la luz en el vacío, es suficiente para la velocidad de escape. Se ha ido, eso es todo. tetona Irreversible.
Luego vino Stephen Hawking en la década de 1970, sugiriendo que cuando se tiene en cuenta la mecánica cuántica, agujeros negros Puede emitir radiación después de todo.
Esto sucede, según la teoría, como resultado de la interferencia del agujero negro con las propiedades ondulatorias de las partículas circundantes, lo que hace que brille a una temperatura que se vuelve más caliente a medida que el agujero negro se vuelve más pequeño.
En última instancia, este brillo debería hacer que el agujero negro se reduzca a nada.
«Esto se llama evaporación del agujero negro porque el agujero negro se está reduciendo, al igual que las gotas de agua que se evaporan». Ir a explica.
Dado que la ‘llamarada’ es diferente a lo que sucedió en un agujero negro en primer lugar, podría parecer que todo lo que se insertó en un agujero negro que se evapora se ha ido para siempre. Pero según la mecánica cuántica, la información simplemente no puede desaparecer del universo. Muchos físicos han descubierto la posibilidad de que esta información esté codificada de alguna manera Radiación de Hawking.
Goto y su equipo querían explorar esta idea matemáticamente calculando incapaz de Hawking radiación alrededor de un agujero negro. Esta es una medida de perturbación en el sistema y se puede utilizar para diagnosticar la pérdida de información en la radiación de Hawking.
de acuerdo a 1993 . papel Por el físico Don Page, si la turbulencia se invierte y la entropía cae a cero cuando desaparece el agujero negro, se debe evitar la paradoja de la información perdida. Desafortunadamente, no hay nada en la mecánica cuántica que permita que ocurra esta inversión.
Introduzca un agujero de gusano, o al menos una réplica matemática de uno bajo modelos muy específicos del universo. Esta es una conexión entre dos regiones de una lámina curva de espacio-tiempo, algo similar a un puente que cruza un valle.
Pensarlo de esta manera junto con los agujeros negros nos da una forma diferente de calcular la entropía de la radiación de Hawking, dice Goto.
«Un agujero de gusano conecta el interior del agujero negro y la radiación con el exterior, como un puente» el explica.
Cuando el equipo realizó sus cálculos utilizando el modelo de agujero de gusano, sus resultados coincidieron con la curva de entropía de la página. Esto sugiere que la información más allá del horizonte de eventos de un agujero negro puede no perderse para siempre.
Pero, por supuesto, todavía quedan algunas preguntas. Hasta que se respondan estas preguntas, no podemos considerar que la paradoja de la información del agujero negro esté definitivamente resuelta.
«Todavía no conocemos el mecanismo subyacente de cómo la radiación se lleva la información». ir a dice. «Necesitamos una teoría de la gravedad cuántica».
La búsqueda fue publicada en Revista de física de alta energía.