De acuerdo con una nueva investigación, toda la información para producir una imagen tridimensional estaría codificada en una superficie bidimensional de los agujeros negros.

Para los científicos, los agujeros negros plantean desafíos teóricos formidables por muchas razones. Son, por ejemplo, excelentes representantes de las grandes dificultades de la física teórica para unir los principios de la teoría general de la relatividad de Einstein con los de la física cuántica de la gravedad. Según la relatividad, los agujeros negros son cuerpos simples sin información; la física cuántica, por otro lado, sostiene que son los sistemas existentes más complejos porque se caracterizan por una enorme entropía, que mide la complejidad de un sistema y, en consecuencia, contienen mucha información.

Con el objetivo de unir estas dos teorías discordantes, los dos autores del nuevo estudio, Francesco Benini y Paolo Milan, utilizaron una idea establecida hace 30 años llamada «principio holográfico».

Los investigadores escriben: «Este principio revolucionario y algo contraintuitivo propone que el comportamiento de la gravedad en una región determinada del espacio puede describirse alternativamente en términos de un sistema diferente, que vive solo a lo largo del borde de esa región y, por lo tanto, en una dimensión menos . Y, lo que es más importante, en esta descripción alternativa (llamada holográfica), la gravedad no aparece explícitamente. En otras palabras, el principio holográfico nos permite describir la gravedad usando un lenguaje que no contiene gravedad, evitando así la fricción con la mecánica cuántica».

Nuestro universo tridimensional entero podría emerger en toda su gloria a partir de un «código fuente» bidimensional. Una dualidad técnicamente conocida en física teórica como «correspondencia AdS/CFT».

Lo que Benini y Milán han hecho es aplicar la teoría del principio holográfico a los agujeros negros. De esta manera, sus misteriosas propiedades termodinámicas se han vuelto más comprensibles: al centrarse en predecir que estos cuerpos tienen una gran entropía y observarlos en términos de mecánica cuántica, puede describirlos como un holograma: tienen dos dimensiones, en las que la gravedad desaparece, pero reproducen un objeto en tres dimensiones.

De la teoría a la observación

Este estudio es solo, según sus autores, el primer paso hacia una comprensión más profunda de estos cuerpos cósmicos y de las propiedades que los caracterizan cuando la mecánica cuántica se cruza con la relatividad general.

La primera foto de un agujero negro lograda por la humanidad. Corresponde al horizonte de sucesos del monstruo supermasivo que yace en el centro de la galaxia elíptica M87.

«Todo es más importante ahora que las observaciones astrofísicas están experimentando un increíble desarrollo. Solo piensen en las detecciones de las ondas gravitacionales producto de la fusión de agujeros negros o la primera foto de un agujero negro lograda el año pasado por el Event Horizon Telescope. En el futuro cercano, podríamos ser capaces de probar nuestras predicciones teóricas en cuanto a la gravedad cuántica, como aquellas hechas en nuestro reciente estudio, por observación. Y esto, desde un punto de vista científico, sería absolutamente excepcional», concluye

Fuente: Phys.org/EarthSky. Edición: EP.

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