Agujeros negros como hologramas: una descripción que une la Teoría Cuántica y la Relatividad General

^{Gargantua, agujero negro del popular filme Interestelar / Captura de pantalla}

Un nuevo estudio intenta darle una nueva aproximación a la idea que tenemos de los agujeros negros. De esta manera, se plantea que estos objetos de gran densidad podrían ser como hologramas, que codifican la información en una superficie bidimensional para producir una imagen tridimensional. El estudio, que une dos teorías discordantes como la cuántica y la relatividad, se publica en Physical Review X.

Agujeros negros

Los agujeros negros son uno de los objetos que más atención llaman por los misterios que encierran. Estos representan una gran dificultad para la física teórica cuando intentan unir los principios de la Relatividad General de Einstein con la Teoría Cuántica.

Por un lado, la Relatividad General nos dice que estos son cuerpos simples sin información. Sin embargo, según la física cuántica, como afirman Bekenstein y Hawking, tienen un alto nivel de complejidad debido a que poseen una enorme entropía y, en consecuencia, mucha información.

Principio holográfico en agujeros negros

El estudio en cuestión utiliza una idea de hace 30 años llamada principio holográfico. Al aplicar este principio a los agujeros negros, toda la información para producir una imagen tridimensional se codificaría en una superficie bidimensional. De esta manera, estos objetos podrían concentrar una enorme cantidad de información en dos dimensiones, siendo los discos duros más grandes que existen en la naturaleza.

“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”, explican los investigadores.

Lo más importante es que esta idea no contradice a la Relatividad General de Einstein, que describe a estos objetos como tridimensionales, simples, esféricos y lisos, al igual que el que vimos en la imagen que dio la vuelta al mundo en 2019. En esta descripción alternativa de los agujeros negros, llamada holográfica, la gravedad no aparece explícitamente. En otras palabras, el principio holográfico nos permite describir la gravedad utilizando un lenguaje que no contiene a la gravedad, evitando así una fricción con la teoría cuántica.

Al aplicar el principio holográfico a los agujeros negros, sus misteriosas propiedades termodinámicas se han vuelto más comprensibles. Cuando observamos estos objetos desde la teoría cuántica podemos describirlos como hologramas: tienen dos dimensiones en las que la gravedad desaparece, pero reproducen un objeto de tres dimensiones.

Todavía falta mucho

Es importante resaltar que el estudio plantea solo una descripción diferente de estos objetos astronómicos, no se ha confirmado que los agujeros negros sean hologramas. Adicionalmente, como se menciona en el comunicado oficial de la Escuela Internacional de Estudios Avanzados (SISSA), es solo el primer paso hacia una comprensión más profunda de estos objetos.

Con el avance exponencial de la tecnología, en un futuro cercano podríamos poner a prueba algunas de las predicciones teóricas que sostiene la aproximación holográfica con respecto a la gravedad cuántica.

Adrian Díaz

Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma. 
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