Stephen Hawking dice que no hay agujeros negros
La información sobre la materia y energía estaría solo temporalmente prisionera y podría emerger luego, aunque de forma caótica
Alicia Rivera
Madrid, El País
Stephen Hawking y los agujeros negros están indisolublemente ligados. No es que los descubriera él, ni mucho menos, pero sus investigaciones e importantes aportaciones sobre estos exóticos objetos predichos teóricamente y detectados (por sus efectos) en el universo se remontan a trabajos clave de hace más de cuatro décadas. Ahora afirma que no existen los agujeros negros, al menos como se entienden habitualmente. Esta semana ha presentado un artículo, una prepublicación que aún no ha pasado el proceso normal de revisión científica, pero que inmediatamente ha ganado notoriedad. Lo firma él solo, tiene cuatro páginas (una de presentación, dos de argumento y la última de referencias) y lleva un título extraño:Conservación de la información y predicción meteorológica para los agujeros negros. Los físicos presentan habitualmente sus artículos en la web arXiv, donde son públicos, antes de someterlos al proceso de evaluación de expertos obligado para su la publicación oficial.
Un agujero negro, en principio, es algo tan simple como un lugar de tan inmensa densidad de materia y energía que su gravedad curva el espacio-tiempo hasta tal punto que nada, ni siquiera la luz, puede escapar. Pero además, dadas sus condiciones extremas, es un banco de pruebas predilecto de los físicos teóricos para explorar sus conjeturas.
El punto crítico de los agujeros negros que Hawking ataca ahora es el denominado horizonte de sucesos, esa frontera a partir de la cual nada puede escapar de la atracción gravitatoria, ni la luz. “No hay salida de un agujero negro en la teoría clásica, pero la teoría cuántica permite que la energía y la información escapen de él”, ha explicado el propio Hawking a la revista Nature, que informa en su sección de noticias en Internet sobre este último artículo del célebre físico británico. Para explicar todo el proceso, sería necesario lograr por fin la plena integración en una única teoría de la gravedad con las otras tres fuerzas fundamentales de la naturaleza (es decir, la relatividad general que rige el universo macroscópico y la mecánica cuántica que rige el mundo subatómico), reconoce el científico, pero esa fusión se resiste a los físicos desde hace tiempo y, de momento, “el tratamiento correcto sigue siendo un misterio”, añade Hawking.
En su nuevo artículo propone que no hay un horizonte de sucesos en torno al agujero negro, sino un horizonte aparente, que “aprisiona la materia y energía solo temporalmente, antes de emitirla de nuevo, aunque en una forma caótica”, señala Zeeya Merali en Nature. La idea de Hawking es que los efectos cuánticos alrededor del agujero negro provocan fluctuaciones demasiado violentas para que pueda existir esa frontera definida.
El horizonte de sucesos, consecuencia directa de la teoría de la relatividad de Einstein, es la superficie alrededor del agujero negro que no puede superar nada que esté atrapado dentro del mismo, ni siquiera la luz, por lo que no puede salir información alguna del mismo. Según la teoría clásica, un famoso experimento teórico un astronauta que cayese en un agujero negro pasaría el horizonte de sucesos sin notar nada especial y, a partir de ahí, se estiraría primero como un espagueti (la enorme atracción gravitatoria es mayor en sus pies que en la cabeza) para acabar completamente aplastado en el infinitamente denso núcleo del agujero.
Pero hace un par de años, el físico Joseph Polchinski cambió este escenario proponiendo en su lugar un muro de fuego: según la teoría cuántica, el horizonte de sucesos es en realidad una región de altísima energía en que el astronauta resultaría achicharrado. Esto supone un desafío para la relatividad, recuerda Merali en Nature, ya que según la teoría de Einstein el horizonte de sucesos del agujero negro “debería pasar desapercibido” para el astronauta en caída. La alternativa que propone Hawking, que respeta tanto la relatividad como la teoría cuántica, es que los efectos cuánticos alrededor del agujero negro provocan la violenta fluctuación del espacio tiempo que impide la existencia de una frontera bien definida, descartando así el muro de fuego.
El horizonte aparente, que la luz no puede superar para emerger del agujero negro, continúa Merali, y el horizonte de sucesos serían idénticos en un agujero negro que no variase. Pero si el agujero negro va tragándose más material, el horizonte de sucesos crece y se hace más grande que el aparente. Además, con la famosa radiación Hawking propuesta hace cuatro décadas, el agujero negro puede encogerse y el horizonte de sucesos sería más pequeño que el aparente. Esta variación permitiría, en teoría, que la luz escape del agujero.
El físico británico sugiere que la frontera real es el horizonte aparente y “la ausencia de un horizonte de sucesos significa que no hay agujeros negros… en el sentido de regímenes en los que la luz no puede jamás escapar”, aunque no especifica cómo puede desaparecer ese horizonte de sucesos.
“La idea de un horizonte aparente no es completamente nueva”, señala Jacom Aron enNewscientist. Él y Roger Penrose, recuerda, ya utilizaron la relatividad general para demostrar que los dos horizontes eran idénticos. Ahora, “En este último artículo suyo [Hawking] está proponiendo que la mecánica cuántica puede revelar que son diferentes”. Pero esto no es lo más novedoso de su último trabajo, considera Aron, sino “el intento de utilizar estas ideas para resolver la paradoja del muro de fuego: al eliminar el horizonte de sucesos mata también ese muro de fuego”. Y esto significa que desaparece también la consecuencia obvia del mismo, es decir, que la información no puede emerger de ninguna manera del agüero negro porque el muro de fuego la destruye.
Así Hawking da una oportunidad de emerger a la información de la materia aprisionada en el agujero negro. Eso sí, con limitaciones: “la estructura de un agujero negro inmediatamente por debajo del horizonte es caótica, lo que dificulta la comprensión de la información que pudiera salir de él, en otras palabras, la información se pierde en el sentido de que sería casi imposible interpretarla, pero no está destruida”, señala Aron. Es como la predicción meteorológica –de ahí el título del artículo del físico británico- porque “no se puede predecir el tiempo más que con unos pocos días de anticipación”.
Don Page (experto en agujeros negros de la Universidad de Alberta, Canadá) apunta en Nature, que el caos de la información en el agujero negro es tal que intentar interpretarla tras emerger de él sería peor que intentar reconstruir un libro quemado a partir de sus cenizas.
El breve artículo de Hawking no incluye cálculos, recalca Aron “lo que hace difícil sacar conclusiones sólidas”. Se estudiará y se discutirá la nueva idea, incluso puede que el físico británico se enganche en alguna nueva apuesta con sus colegas, como ha hecho –y a veces, perdido- en el pasado acerca de cuestiones profundas de física teórica. Lo que está claro es que ni la gravísima incapacidad que padece ni sus 72 años recién cumplidos restan potencia a la mente de este gran científico.
Madrid, El País
Stephen Hawking y los agujeros negros están indisolublemente ligados. No es que los descubriera él, ni mucho menos, pero sus investigaciones e importantes aportaciones sobre estos exóticos objetos predichos teóricamente y detectados (por sus efectos) en el universo se remontan a trabajos clave de hace más de cuatro décadas. Ahora afirma que no existen los agujeros negros, al menos como se entienden habitualmente. Esta semana ha presentado un artículo, una prepublicación que aún no ha pasado el proceso normal de revisión científica, pero que inmediatamente ha ganado notoriedad. Lo firma él solo, tiene cuatro páginas (una de presentación, dos de argumento y la última de referencias) y lleva un título extraño:Conservación de la información y predicción meteorológica para los agujeros negros. Los físicos presentan habitualmente sus artículos en la web arXiv, donde son públicos, antes de someterlos al proceso de evaluación de expertos obligado para su la publicación oficial.
Un agujero negro, en principio, es algo tan simple como un lugar de tan inmensa densidad de materia y energía que su gravedad curva el espacio-tiempo hasta tal punto que nada, ni siquiera la luz, puede escapar. Pero además, dadas sus condiciones extremas, es un banco de pruebas predilecto de los físicos teóricos para explorar sus conjeturas.
El punto crítico de los agujeros negros que Hawking ataca ahora es el denominado horizonte de sucesos, esa frontera a partir de la cual nada puede escapar de la atracción gravitatoria, ni la luz. “No hay salida de un agujero negro en la teoría clásica, pero la teoría cuántica permite que la energía y la información escapen de él”, ha explicado el propio Hawking a la revista Nature, que informa en su sección de noticias en Internet sobre este último artículo del célebre físico británico. Para explicar todo el proceso, sería necesario lograr por fin la plena integración en una única teoría de la gravedad con las otras tres fuerzas fundamentales de la naturaleza (es decir, la relatividad general que rige el universo macroscópico y la mecánica cuántica que rige el mundo subatómico), reconoce el científico, pero esa fusión se resiste a los físicos desde hace tiempo y, de momento, “el tratamiento correcto sigue siendo un misterio”, añade Hawking.
En su nuevo artículo propone que no hay un horizonte de sucesos en torno al agujero negro, sino un horizonte aparente, que “aprisiona la materia y energía solo temporalmente, antes de emitirla de nuevo, aunque en una forma caótica”, señala Zeeya Merali en Nature. La idea de Hawking es que los efectos cuánticos alrededor del agujero negro provocan fluctuaciones demasiado violentas para que pueda existir esa frontera definida.
El horizonte de sucesos, consecuencia directa de la teoría de la relatividad de Einstein, es la superficie alrededor del agujero negro que no puede superar nada que esté atrapado dentro del mismo, ni siquiera la luz, por lo que no puede salir información alguna del mismo. Según la teoría clásica, un famoso experimento teórico un astronauta que cayese en un agujero negro pasaría el horizonte de sucesos sin notar nada especial y, a partir de ahí, se estiraría primero como un espagueti (la enorme atracción gravitatoria es mayor en sus pies que en la cabeza) para acabar completamente aplastado en el infinitamente denso núcleo del agujero.
Pero hace un par de años, el físico Joseph Polchinski cambió este escenario proponiendo en su lugar un muro de fuego: según la teoría cuántica, el horizonte de sucesos es en realidad una región de altísima energía en que el astronauta resultaría achicharrado. Esto supone un desafío para la relatividad, recuerda Merali en Nature, ya que según la teoría de Einstein el horizonte de sucesos del agujero negro “debería pasar desapercibido” para el astronauta en caída. La alternativa que propone Hawking, que respeta tanto la relatividad como la teoría cuántica, es que los efectos cuánticos alrededor del agujero negro provocan la violenta fluctuación del espacio tiempo que impide la existencia de una frontera bien definida, descartando así el muro de fuego.
El horizonte aparente, que la luz no puede superar para emerger del agujero negro, continúa Merali, y el horizonte de sucesos serían idénticos en un agujero negro que no variase. Pero si el agujero negro va tragándose más material, el horizonte de sucesos crece y se hace más grande que el aparente. Además, con la famosa radiación Hawking propuesta hace cuatro décadas, el agujero negro puede encogerse y el horizonte de sucesos sería más pequeño que el aparente. Esta variación permitiría, en teoría, que la luz escape del agujero.
El físico británico sugiere que la frontera real es el horizonte aparente y “la ausencia de un horizonte de sucesos significa que no hay agujeros negros… en el sentido de regímenes en los que la luz no puede jamás escapar”, aunque no especifica cómo puede desaparecer ese horizonte de sucesos.
“La idea de un horizonte aparente no es completamente nueva”, señala Jacom Aron enNewscientist. Él y Roger Penrose, recuerda, ya utilizaron la relatividad general para demostrar que los dos horizontes eran idénticos. Ahora, “En este último artículo suyo [Hawking] está proponiendo que la mecánica cuántica puede revelar que son diferentes”. Pero esto no es lo más novedoso de su último trabajo, considera Aron, sino “el intento de utilizar estas ideas para resolver la paradoja del muro de fuego: al eliminar el horizonte de sucesos mata también ese muro de fuego”. Y esto significa que desaparece también la consecuencia obvia del mismo, es decir, que la información no puede emerger de ninguna manera del agüero negro porque el muro de fuego la destruye.
Así Hawking da una oportunidad de emerger a la información de la materia aprisionada en el agujero negro. Eso sí, con limitaciones: “la estructura de un agujero negro inmediatamente por debajo del horizonte es caótica, lo que dificulta la comprensión de la información que pudiera salir de él, en otras palabras, la información se pierde en el sentido de que sería casi imposible interpretarla, pero no está destruida”, señala Aron. Es como la predicción meteorológica –de ahí el título del artículo del físico británico- porque “no se puede predecir el tiempo más que con unos pocos días de anticipación”.
Don Page (experto en agujeros negros de la Universidad de Alberta, Canadá) apunta en Nature, que el caos de la información en el agujero negro es tal que intentar interpretarla tras emerger de él sería peor que intentar reconstruir un libro quemado a partir de sus cenizas.
El breve artículo de Hawking no incluye cálculos, recalca Aron “lo que hace difícil sacar conclusiones sólidas”. Se estudiará y se discutirá la nueva idea, incluso puede que el físico británico se enganche en alguna nueva apuesta con sus colegas, como ha hecho –y a veces, perdido- en el pasado acerca de cuestiones profundas de física teórica. Lo que está claro es que ni la gravísima incapacidad que padece ni sus 72 años recién cumplidos restan potencia a la mente de este gran científico.
