Antes de morir, Stephen Hawking (junto a su colega Malcolm Perry, ambos de la Universidad de Cambridge) trabajaba en un artículo acerca de la manera en la que los agujeros negros, en teoría, funcionan como enormes discos duros que almacenan información en “pelo suave” (la radiación remanente que expulsa el agujero después de engullir un cuerpo celeste). Analizamos este fascinante descubrimiento aquí. Sin embargo, el problema de la paradoja de la información ha sido abordado por otros científicos, con resultados potencialmente revolucionarios.

computadoras cuanticas y hoyos negros

Uno de ellos es Georgi “Gia” Dvali, profesor de física en el Centro de Cosmología y Física de Partículas de la Universidad de Nueva York y en LMU Múnich, además de director del Instituto Max Planck de Física, también en Múnich. Para Dvali, “los agujeros negros son computadoras cuánticas. Tenemos una secuencia explícita de procesamiento de la información”.

Gracias a las investigaciones de Hawking y Perry, sabemos que los agujeros negros no “destruyen” la información de lo que engullen, puesto que una de las premisas de la física cuántica es que la información simplemente no puede desaparecer. En cambio, esta información permanece almacenada en lo que Hawking llamó “pelo suave”, una fina capa de fotones con la capacidad de “grabar” lo que pasa por ahí, de manera que aunque el agujero negro se evapore, la información de lo que ha sido absorbido queda almacenada. Antes se creía que los agujeros negros eran “calvos”, es decir, que lo que entraba ahí no volvía a salir; pero a la luz de los descubrimientos más recientes, se sabe que esta hipótesis es incorrecta.

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Condensado de Bose-Einstein (imagen: Naukas)

Este “pelo cuántico” que permite tanto el almacenamiento como la liberación de la información, aparecería, según Dvali, gracias a los gravitones, los cuantios (quanta) que hacen posible la gravedad y la conformación del espacio-tiempo. El problema es que la existencia de los gravitones aún está en entredicho, pues no se ha logrado comprobar su existencia.

 

Estados cuánticos a escala macroscópica

Sin embargo, el efecto cuántico no siempre es microscópico ni ocurre en el terreno subatómico. Se puede probar a escala macroscópica a través del condensado de Bose-Einstein, que presenta características similares a las de los agujeros negros.

En una investigación de 2012, Dvali propuso que el condensado de Bose-Einstein se comportaría como un hoyo negro cuando alcance un punto de transición, al cual llamó punto crítico cuántico, justo antes del colapso de su comportamiento cuántico. Según sus cálculos, el condensado en punto crítico cuántico tendría la misma entropía (temperatura), capacidad de cifrado y tiempo de expulsión que un agujero negro. La evidencia matemática así lo demuestra; sin embargo, se mantiene el problema de cómo controlar y aplicar en la realidad macroscópica los distintos estados cuánticos del condensado.

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Sin embargo, aunque fuera posible reproducir los protocolos de almacenamiento de información de los agujeros negros en escalas humanas, otros problemas saltan a la vista. O no saltan, y precisamente ese es el problema. El mayor de ellos es la manipulación de tales estados cuánticos. El reto no es almacenar la información sino procesarla, compensar las posibles interferencias del sistema, y por supuesto, probar que un condensado creado en el laboratorio tiene efectivamente las mismas propiedades de los agujeros negros.

Las investigaciones son prometedoras, pero la ecuación que logre hacer las paces entre las leyes de la relatividad general y la mecánica cuántica no solamente logrará darnos un entendimiento más completo del universo en todas sus dimensiones: nos permitiría aprovechar, a escala humana, el protocolo de procesamiento de información más eficiente conocido por la ciencia: los agujeros negros.

 

* Imagen principal: Astronomy Stack Exchange