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La paradoja más famosa de la física se acerca a su fin

Varios trabajos recientes han demostrado que los agujeros negros pueden liberar información. El resultado parece resolver una paradoja propuesta hace cinco décadas por Stephen Hawking.

GETTY IMAGES/JANIECBROS/ISTOCK

En síntesis

Uno de los principales problemas en la búsqueda de una teoría cuántica de la gravedad es la llamada paradoja de la información de los agujeros negros. ¿Reemiten estos objetos la información contenida en la materia que cayó en ellos?

Tras casi cinco décadas de intentos, varios trabajos publicados a lo largo de los últimos dos años han obtenido las primeras pruebas convincentes de que la información sí puede escapar de un agujero negro.

Sin embargo, el mecanismo concreto que lo permite sigue siendo un misterio. El resultado apunta a que el espaciotiempo no sería una entidad fundamental, sino una que emerge a partir de principios más básicos.

En una serie de innovadores trabajos recientes, los físicos teóricos se han quedado emocionantemente cerca de resolver la paradoja de la información de los agujeros negros, un problema que les ha fascinado y atormentado durante casi medio siglo. La información, afirman ahora con seguridad, escapa de los agujeros negros. Si cayésemos en uno, no permaneceríamos atrapados para siempre. Partícula a partícula, la información necesaria para reconstruir nuestro cuerpo acabaría emergiendo.

La mayoría de los físicos han venido suponiendo desde hace tiempo que tal era el caso. Así se deducía de la teoría de cuerdas, la principal candidata a una teoría unificada de la naturaleza. Pero los últimos cálculos al respecto, aunque inspirados en dicha teoría, han resultado ser independientes de ella. La información emerge debido a los mecanismos de la propia gravedad, con apenas un barniz de efectos cuánticos.

Ello supone un curioso cambio de papel de la gravedad. Según la teoría de la relatividad general de Einstein, la gravedad de un agujero negro es tan intensa que nada puede escapar de él. La comprensión más refinada de estos objetos que Stephen Hawking y otros físicos desarrollaron durante los años setenta no puso en cuestión este principio. Lo que buscaban era describir la materia en el interior y en las inmediaciones de un agujero negro usando la mecánica cuántica, pero seguían describiendo la gravedad mediante la teoría clásica de Einstein. Este tipo de análisis híbrido se conoce con el nombre de «semiclásico». Aquel enfoque predecía nuevos efectos en las inmediaciones del agujero negro, pero su interior quedaba excluido del análisis. Los físicos creían que Hawking había agotado el cálculo semiclásico y que, para progresar, sería necesario tratar también la gravedad desde un punto de vista cuántico.

Esa es precisamente la idea que cuestionan los nuevos estudios. Ello se debe a que han encontrado efectos semiclásicos adicionales: nuevas configuraciones gravitatorias permitidas por la teoría de Einstein que no fueron incluidas por Hawking. Aunque irrelevantes en los primeros momentos, tales efectos acaban dominando la física cuando el agujero negro se hace extremadamente viejo, momento en el que deja de ser un reino cerrado para convertirse en un vigoroso sistema abierto. No solo escapa la información, cualquier cosa que caiga en él será regurgitada casi de inmediato. Esta revisión de la teoría semiclásica debe aún explicar de qué manera emerge exactamente la información. Pero, dado el ritmo de los descubrimientos en los últimos dos años, los físicos teóricos disponen ya de pistas acerca del mecanismo responsable.

Según Donald Marolf, físico de la Universidad de California en Santa Bárbara y autor de varios trabajos al respecto, «se trata del desarrollo más importante en el campo de la física de agujeros negros desde Hawking». Para Eva Silverstein, destacada física teórica de Stanford que no ha participado de manera directa en los últimos trabajos, «el cálculo marca un hito».

Cabría esperar que los físicos celebraran un resultado así. Pero, en este caso, se sienten también defraudados. Si el problema hubiera exigido conocer aspectos profundos del comportamiento cuántico de la gravedad, el cálculo habría sido mucho más difícil de llevar a cabo; pero, una vez concluido, habría arrojado luz sobre esas profundidades. Ahora, su preocupación es que hayan resuelto el problema sin conseguir esa panorámica más amplia que buscaban. Con respecto a una teoría completa de la gravedad cuántica, Geoff Penington, de la Universidad de California en Berkeley, afirma: «Esperábamos que responder a esa pregunta, “ver” cómo emerge la información de un agujero negro, requiriese aprender algo sobre la teoría microscópica».

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