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Paradoja de Hawking: los agujeros negros son realmente bolas de pelusa

Por: Ecoo sfera6 de enero de 2022

Si existe un investigador que le aportara gran cantidad de información a la teoría sobre los agujeros negros, ese es Stephen Hawking. Con el desarrollo de sus teorías se pudo llegar a la conclusión de que estos objetos masivos realmente existen, un avance importante en astrofísica. No obstante, todavía no se ha logrado descifrar del todo esta clase de objetos misteriosos y una de las incógnitas es si permiten que información sobre la materia que ingresa en ellos pueda salir algún día, lo que se conoce como la paradoja de información de Hawking. Pero un nuevo estudio da luz sobre esta incógnita y sugiere que los agujeros negros son realmente bolas de pelusa.

La paradoja de información de los agujeros negros

Hawking teorizó en su momento que cualquier dato que ingrese dentro de un agujero negro nunca podría salir. Llegó a esta conclusión según las leyes de la termodinámica, pero existía un problema y es que se oponía fuertemente a las leyes fundamentales de la mecánica cuántica. Desde entonces la paradoja ha causado un gran dolor de cabeza entre los estudiosos del tema que no han encontrado todavía una solución certera. 

Pero las investigaciones más actuales han encontrado que la teoría de cuerdas puede ofrecer una respuesta al paradigma de la información de Hawking. “Lo que encontramos de la teoría de cuerdas es que toda la masa de un agujero negro no es absorbida por el centro", dijo Samir Mathur de la Universidad Estatal de Ohio y principal autor de la investigación. "El agujero negro intenta apretar las cosas hasta un punto, pero luego las partículas se estiran en estas cuerdas. Las cuerdas comienzan a estirarse y expandirse y se convierte en una bola de pelusa que se expande para llenar la totalidad del agujero negro".

Mediante teoremas se demostró que la teoría de la pelusa gigante sigue siendo la solución más probable y precisa para dar respuesta a la paradoja. Pero la idea de la bola gigante de pelo suave no es novedosa, ya se había hablado de ella con anterioridad y de hecho el mismo Mathur en 2004 había publicado un estudio que teorizaba que los agujeros negros eran similares a las bolas de pelusa.

En la investigación de 2004, se estipulaba que entre más masa absorben los agujeros y aumentan en tamaño, también se vuelven más desordenados. "Cuanto más grande es el agujero negro, más energía entra y más grande se vuelve la bola de pelusa", dijo Mathur. Con esta estructura de bola de pelusa, el agujero irradia como cualquier cuerpo normal y no hay rompecabezas.

Agujeros de gusano: ¿una posible solución?

A muchos científicos del área les molestaba que la idea misma del agujero negro como un espacio vacío con toda la masa concentrada en el centro, hubiese cambiado por completo. Por ello, se siguieron buscando teorías que dieran solución a la paradoja de la información y una de ellas, la teoría del agujero de gusano, propuso que los agujeros negros podrían ser un extremo de un puente en el continuo espacio-tiempo. Bajo esta perspectiva, cualquier información que entrara dentro del cuerpo, podría aparecer del otro lado del puente, aunque en un tiempo y espacio distinto.

Pero de nueva cuenta los agujeros de gusano se enfrentan a varias inconsistencias en su teorema. Para que el concepto del agujero de gusano funcione, se requeriría algo de radiación de baja energía escapando por los bordes del agujero negro. Y de ser así, estos últimos no irradiarían como lo hacen.

Mathur y su equipo exploraron otras características morfológicas de estos cuerpos cósmicos para verificar si el teorema de los agujeros de gusano es posible. Incluso analizaron la topología en la gravedad cuántica que interactúa con ellos, pero en ninguno de los casos obtuvieron resultados contundentes.

"En cada una de las versiones que se han propuesto para el enfoque del agujero de gusano, encontramos que la física no era consistente", dijo Mathur. “El paradigma del agujero de gusano intenta argumentar que, de alguna manera, 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”.

Por lo tanto, se ha concluido que la única solución aparente por ahora para la paradoja de la información de Hawking, son los agujeros negros como bolas de pelusa enormes. Y que además, la teoría de cuerdas podría brindar mayor información al respecto.

Referencias:
Mathur, S. (2020). Contrasting the fuzzball and wormhole paradigms for black holes. Tourkish Journal of Physics. DOI


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