¿Es el universo un holograma? Mirar dentro de un agujero negro sugiere que podría ser | Noticias científicas y técnicas.
Las leyes de la física dictan que no podemos ver a través del horizonte de sucesos de un agujero negro; es fundamentalmente impenetrable. Incluso la luz no puede escapar de ella.
Pero en un nuevo estudio, un físico de la Universidad de Michigan propuso una técnica para hacer precisamente eso, y sus hallazgos podrían ayudar a resolver uno de los problemas más difíciles de la ciencia.
El estudio, publicado en la revista PRX Quantum, incluso agrega peso a la teoría de que el universo es un holograma.
Sí, Tupac actuó en Coachella en forma de holograma en 2012. Eso no es lo que significa.
Espera, ¿el universo es un holograma?
La idea de que el universo es un holograma se ha malinterpretado como el equivalente físico teórico de la caverna de Platón, una antigua alegoría sobre la incapacidad de la humanidad para percibir verdaderamente la realidad, quizás en parte debido a la popularidad de películas como The Matrix.
Pero la teoría, conocida oficialmente como dualidad holográfica, es en realidad un modelo matemático para resolver uno de los mayores acertijos de la ciencia.
“En la teoría de la relatividad general de Einstein, no hay partículas, solo hay espacio-tiempo. Y en el modelo estándar de física de partículas, no hay gravedad, solo hay partículas”, dijo Enrico Rinaldi, investigador de la Universidad de Michigan.
«La vinculación de las dos teorías diferentes es un problema de larga data en la física, algo que la gente ha estado tratando de hacer durante el último siglo», agregó el Dr. Rinaldi, uno de los autores del artículo.
¿Qué es la dualidad holográfica?
La dualidad holográfica sugiere que la teoría de la gravedad y la teoría de las partículas son, de hecho, matemáticamente equivalentes. El problema es que la teoría de la gravedad requiere tres dimensiones, mientras que la teoría de las partículas solo tiene dos.
Los agujeros negros son un objeto valioso para reconciliar estas teorías. Son tan densos que distorsionan el espacio-tiempo tridimensional, pero los observamos debido a su conexión matemática con las partículas, efectivamente proyectadas a través del espacio bidimensional.
Una de las herramientas matemáticas utilizadas para representar la teoría de partículas se conoce como modelos de matrices cuánticas. Resolver estos modelos mostraría que las matemáticas que representan la teoría de partículas también podrían representar la gravedad.
Pero resolverlos es un problema difícil. Los patrones son básicamente bloques de números que representan partículas. Se resuelven encontrando la mejor configuración de partículas para representar el estado de energía más bajo del sistema.
Las computadoras cuánticas, como las de IBM, aún no son lo suficientemente poderosas para resolver la mayoría de los modelos de matriz.
Computadoras cuánticas
Para encontrar la solución, el equipo usó circuitos cuánticos, haciendo el equivalente a sacudir un balde de arena para nivelar la parte superior, y ejecutó el sistema a través de una red neuronal especial para encontrar la función de onda de la matriz con la energía más baja posible.
El problema es que la mayoría de los circuitos cuánticos modernos no son lo suficientemente potentes para resolver estos patrones si son demasiado complicados. Por lo tanto, el Dr. Rinaldi y su equipo tuvieron que desarrollar uno excepcionalmente simple para demostrar que su enfoque funciona.
A medida que se desarrolla la tecnología, esperan que los investigadores puedan resolver modelos matriciales aún más complicados.
«Debido a que estas matrices son una posible representación de un tipo particular de agujero negro, si sabemos cómo se organizan las matrices y cuáles son sus propiedades, podemos saber, por ejemplo, cómo se ve un agujero negro por dentro», agregó el Dr. Rinaldi. .
«¿Qué hay en el horizonte de eventos para un agujero negro? ¿De dónde viene? Responder a estas preguntas sería un paso hacia la realización de una teoría cuántica de la gravedad», dijo -declara.
Agregó que los resultados proporcionaron una referencia importante para el trabajo futuro en computación cuántica y algoritmos de aprendizaje automático que los investigadores pueden usar para explorar la gravedad cuántica a través de la idea de la dualidad holográfica.
