Resuelve el debate sobre el agujero negro «bola de pelusa o agujero de gusano»

El estudio intenta poner fin al debate sobre la famosa paradoja de la información de Stephen Hawking, el problema creado por la conclusión de Hawking de que cualquier dato que entre en un agujero negro nunca podrá salir de él. Esta conclusión estaba de acuerdo con las leyes de la termodinámica, pero se oponía a las leyes fundamentales de la mecánica cuántica.

«Lo que descubrimos de la teoría de cuerdas es que no toda la masa de un agujero negro es absorbida hacia el centro», dijo Samir Mathur, autor principal del estudio y profesor de física en la Universidad Estatal de Ohio. «El agujero negro intenta apretar las cosas hasta un punto, pero luego las partículas se estiran en esas cuerdas, y las cuerdas comienzan a estirarse y expandirse y se convierte en una bola de pelusa que se expande para llenar todo el agujero negro».

El estudio, publicado el 28 de diciembre en la Revista Turca de Física, descubrió que la teoría de cuerdas contiene casi con certeza la respuesta a la paradoja de Hawking, como creían inicialmente los autores del artículo. Los físicos han probado teoremas para demostrar que la teoría de la bola de pelusa sigue siendo la solución más probable para la paradoja de la información de Hawking. Los investigadores también publicaron un ensayo que muestra cómo este trabajo puede resolver acertijos de larga data en cosmología; el ensayo apareció en diciembre en el Revista Internacional de Física Moderna D.

Mathur publicó un estudio en 2004 de que los agujeros negros teorizados eran como bolas de hilo muy grandes y muy desordenadas, «bolas esponjosas» que se hacen más grandes y sucias a medida que se succionan nuevos objetos.

«Cuanto más grande es el agujero negro, más energía entra y más grande se vuelve la bola de pelusa», dijo Mathur. El estudio de 2004 encontró que la teoría de cuerdas, la teoría física de que todas las partículas del universo están formadas por diminutas cuerdas vibrantes, podría ser la solución a la paradoja de Hawking. Con esta estructura de bola de pelusa, el agujero irradia como cualquier cuerpo normal y no hay rompecabezas.

Después del estudio de Mathur de 2004 y otros trabajos similares, «mucha gente pensó que el problema estaba resuelto», dijo. “Pero, de hecho, parte de la propia comunidad de la teoría de cuerdas pensó que buscaría una solución diferente a la paradoja de la información de Hawking. Les molestaba que, en términos físicos, toda la estructura del agujero negro hubiera cambiado. «

Los estudios realizados en los últimos años han intentado reconciliar los hallazgos de Hawking con la vieja imagen del agujero, donde el agujero negro puede verse como «un espacio vacío con toda su masa en el centro». Una teoría, el paradigma del agujero de gusano, ha sugerido que los agujeros negros podrían ser un extremo de un puente en el continuo espacio-tiempo, lo que significa que cualquier cosa que entre en un agujero negro podría aparecer en el otro extremo del puente, el otro extremo del agujero de gusano. – en un lugar diferente en el espacio y el tiempo.

Sin embargo, para que la imagen del agujero de gusano funcione, algo de radiación de baja energía tendría que escapar del agujero negro en sus bordes.

Este estudio reciente demostró un teorema – el «Teorema de pequeñas correcciones eficientes» – para mostrar que si esto sucediera, los agujeros negros no parecerían irradiar de la forma en que lo hacen.

Los investigadores también observaron las propiedades físicas de los agujeros negros, incluido el cambio de topología en la gravedad cuántica, para determinar si el paradigma del agujero de gusano funcionaría.

“En cada una de las versiones que se han propuesto para el enfoque del agujero de gusano, hemos encontrado que la física no es consistente”, dijo Mathur. “El paradigma del agujero de gusano intenta argumentar que, en cierto modo, todavía se puede pensar que el agujero negro está efectivamente vacío con toda la masa en el centro. Y los teoremas que probamos muestran que tal imagen del agujero no es una posibilidad.