Stephen Hawking: No hay agujeros negros

simulación de agujero negro, anotado

Esta imagen anotada etiqueta varias características en la simulación, incluido el horizonte de eventos del agujero negro. (Crédito de la imagen: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA / J. Schnittman, J. Krolik (JHU) y S. Noble (RIT))





Al leer un nuevo artículo por Stephen Hawking que apareció en línea esta semana, se le habría perdonado que pensara que el físico británico de renombre mundial nos estaba engañando. El trabajo inédito de Hawking, titulado ' Preservación de información y pronóstico del tiempo para agujeros negros 'y subido al servicio de preimpresión arXiv - declara que' no hay agujeros negros .'

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Tenga en cuenta que la teoría fundamental de Hawking sobre la evaporación de los agujeros negros revolucionó nuestra comprensión de que los gigantes gravitacionales no son inmortales; a través de una peculiaridad cuántica, filtran partículas (y, por lo tanto, masa) a través de la 'radiación de Hawking' a lo largo del tiempo. Además, los astrónomos están encontrando formas nuevas y emocionantes de detectar agujeros negros; incluso están trabajando en una red de interferómetros que, pronto, Ser capaz de obtener imágenes directamente del horizonte de sucesos de un agujero negro. !



El profesor Stephen Hawking habla sobre

El profesor Stephen Hawking habla sobre 'Por qué deberíamos ir al espacio' para la serie de conferencias de la NASA, 21 de abril de 2008.(Crédito de la imagen: NASA / Paul Alers)

¿Hawking ha cambiado de opinión? ¿Son los agujeros negros simplemente un producto de nuestra imaginación colectiva? ¿Son ciertas todas esas teorías locas sobre las teorías 'alternativas' del Cosmos?



Afortunadamente no.

Stephen Hawking no ha cambiado de opinión sobre todo el asunto del agujero negro, pero ha puesto de relieve una compleja paradoja de la física, una que ha estado carcomiendo el corazón de la física teórica durante los últimos 18 meses.

partículas de agujero negro escapando



Los agujeros negros son regiones extrañas donde la gravedad es lo suficientemente fuerte como para doblar la luz, deformar el espacio y distorsionar el tiempo. [Vea cómo funcionan los agujeros negros en esta infografía de guesswhozoo.com].

Los agujeros negros son regiones extrañas donde la gravedad es lo suficientemente fuerte como para doblar la luz, deformar el espacio y distorsionar el tiempo. [Vea cómo funcionan los agujeros negros en esta infografía de guesswhozoo.com].(Crédito de la imagen: Karl Tate, colaborador de guesswhozoo.com)

Club de la lucha del agujero negro

Todo se reduce a un conflicto entre dos ideas fundamentales de la física que controlan la estructura misma de nuestro Universo; el choque de la relatividad general de Einstein y la dinámica cuántica. Y da la casualidad de que el entorno extremo dentro y alrededor de un agujero negro lo convierte en el 'club de lucha' perfecto para que las dos teorías se enfrenten. Pero, ¿cuál es la primera regla del club de lucha del agujero negro? No hables del cortafuegos, no sea que te veas atrapado en una discusión con un físico teórico.

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En una conferencia del Instituto de Tecnología de California (Caltech) en abril de 2013 Hawking y otros físicos teóricos destacados tuvieron la oportunidad de describir el problema en cuestión. Kip Thorne de Caltech, por ejemplo, describió la paradoja del firewall como 'un tema candente en la física teórica'.

La base misma de este tema candente es lo que hace que los agujeros negros sean negros: la horizonte de eventos . En su forma más básica, el horizonte de sucesos de un agujero negro es el punto en el que ni siquiera la luz puede escapar de las garras gravitacionales de la singularidad masiva del agujero negro. Si la luz no puede escapar, es lógico pensar que aparecerá como una esfera negra en el espacio. Es una calle cósmica de un solo sentido: todo entra, no sale nada.

Un astronauta desafortunado

En el universo de la relatividad general, para un astronauta que tuvo la desgracia de caer hacia un agujero negro, no notaría nada adverso al cruzar el horizonte de eventos. Sería un evento bastante pacífico, sin drama. 'Aunque más adelante estás condenado y encontrarás fuerzas gravitacionales muy fuertes que te separarán', señaló el físico de Caltech John Preskill en el evento Caltech de 2013. [Los agujeros negros más extraños del universo]

Sin embargo, el universo cuántico contradice esta idea de horizonte de sucesos 'sin drama' según lo predicho por la relatividad general.

En 2012, un grupo de físicos encabezado por Joseph Polchinski de la Universidad de California en Santa Bárbara reveló su hallazgo de que si los agujeros negros realmente no destruyen la información, un punto de vista que el propio Hawking defiende a regañadientes, y esa información puede escapar del agujero negro a través de Radiación de Hawking, debe haber un infierno furioso justo dentro del horizonte de eventos que ellos apodan el 'cortafuegos'.

En este caso, en lugar de caer en un horizonte de eventos 'sin drama', nuestro desafortunado astronauta se quema hasta quebrantamiento antes de ser destrozado por la cizalladura de las mareas. Esta es la antítesis misma de 'no drama' y, por lo tanto, una paradoja.

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Este aparente conflicto entre lo que predice la relatividad general y lo que predice la dinámica cuántica, dos campos muy establecidos en la física, es precisamente lo que los físicos teóricos están tratando de comprender. Esto parece ser otra situación en la que la gravedad y la dinámica cuántica no funcionan bien , cuya solución puede transformar la forma en que vemos el Universo.

Entonces, cuando Hawking, uno de los actores clave en el gran debate del firewall, escribe un breve artículo sobre el tema (independientemente de si se ha publicado o no), el mundo toma nota.

La solución de Hawking a la paradoja elimina el horizonte de eventos del agujero negro, eliminando así la paradoja; sin horizonte de eventos, sin cortafuegos. Pero nos dicen que todos los agujeros negros tienen horizontes de eventos, la línea que no puedes cruzar o perderte para siempre dentro del agujero negro, ¿qué pasa? [Sin escapatoria: cómo funcionan los agujeros negros (infografía)]

Hawking cree que la idea detrás del horizonte de eventos debe ser reelaborada. En lugar de que el horizonte de eventos sea una línea definida más allá de la cual ni siquiera la luz puede escapar, Hawking invoca un 'horizonte aparente' que cambia de forma según las fluctuaciones cuánticas dentro del agujero negro; es casi como un 'área gris' para la física extrema. Un horizonte aparente no violaría ni la relatividad general ni la dinámica cuántica si la región más allá del horizonte aparente es un enredo caótico y enredado de información.

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'Por lo tanto, al igual que el pronóstico del tiempo en la Tierra, la información se perderá efectivamente, aunque no se perderá la unitaridad', escribe Hawking. Esto básicamente significa que, aunque la información puede escapar del agujero negro, su naturaleza caótica asegura que no se pueda interpretar, eludiendo la paradoja del cortafuegos por completo.

No hace falta decir que este artículo ha hecho poco para convencer a Polchinski. 'Casi parece que (Hawking) está reemplazando el cortafuegos con un muro de caos, que podría ser lo mismo', le dijo a New Scientist .

Gran parte del debate teórico es difícil de comprender y es el resultado de cálculos de eventos físicos que posiblemente no podamos experimentar en nuestro día a día. Pero no confunda este debate en particular con un argumento de alto nivel en la comunidad de la física teórica. Sus fundamentos están arraigados en la creciente incomodidad que sentimos con el desajuste de la relatividad general y la dinámica cuántica (en particular, el papel que juega la gravedad en el mundo cuántico), un problema que no se puede resolver con nuestra comprensión actual del universo.

Después de todo, son estos problemas científicos para los que construimos aceleradores de partículas multimillonarios.

Fuente: Noticias de la naturaleza

Este artículo fue proporcionado por Noticias de descubrimiento .