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Eliminan singularidad de agujero negro con LQG

Área: Física — Lunes, 3 de Junio de 2013

Usando teoría cuántica de lazos consiguen eliminar la singularidad del interior de los agujeros negros y resolver la paradoja de la información.

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La Teoría General de la Relatividad tiene un éxito tremendo a la hora de explicar cómo funciona la gravedad a gran escala. Así por ejemplo, puede explicar la evolución del propio Universo o cómo una galaxia produce un efecto de lente gravitatoria sobre la luz de una galaxia primigenia aún más lejana. Básicamente nos dice que la masa-energía curva el espacio-tiempo que hay a su alrededor de una determinada manera que está determinada matemáticamente.
Sin embargo, la Relatividad General presenta un problema. Hay situaciones en las que la Relatividad propone la existencia de una singularidad, un punto de curvatura y densidad infinita en el que la teoría pierde cualquier capacidad de predecir. La física simplemente se detiene ahí.
Otro problema que hay con las singularidades de los agujeros negros es que la información desaparece en ellas. Según la Relatividad podemos arrojar wkikipedias, personas o libros y toda la información sería destruida y no podría recuperarse, entre otras cosas porque al final el agujero negro se evapora gracias a efectos cuánticos y la información al final ya no está. Pero según la teoría cuántica la información debe conservarse.
En este punto hay dos caminos, o bien se asume que las singularidades existen en la Naturaleza o bien se asumen las limitaciones a la hora de predecir que tiene la teoría. En el segundo caso la presencia de la singularidad sería un artefacto y no algo real.
La Relatividad propone estas singularidades en el interior de los agujeros negros o en el momento cero del Big Bang. Si asumimos que esas singularidades son artefactos de la teoría, entonces en esas situaciones de la Naturaleza simplemente se llegaría a densidades muy altas, pero nunca infinita.
Lo más sensato es pensar precisamente en esta posibilidad y asumir que la Relatividad, al ser una teoría clásica, no describe bien las situaciones de lo muy pequeño como las que se dan en el interior de los agujeros negros.
Lo malo es que no disponemos de una buena teoría cuántica de la gravedad que nos permita aunar grandes masas en lugares muy pequeños. Una de las candidatas a tal teoría es la Teoría Cuántica de Lazos (Loop Quantum Gravity o LQG). Según esta teoría los elementos de espacio sufren un análogo al principio de exclusión de Pauli y el espacio no puede ser contraído indefinidamente.
Usando estas ideas se logró en el pasado evitar la singularidad del Big Bang e incluso atisbar qué es lo que puedo haber antes del mismo. Según modelos muy sencillos basados en LQG, el Universo habría pasado por una fase extremadamente densa no singular que provendría de un universo en colapso anterior. De este modo, el Universo podría sufrir un proceso de rebote una y otra vez.
Ahora Rodolfo Gambini y Jorge Pullin, de la Universidad de la República en Montevideo y de Louisiana State University respectivamente, han aplicado la LQC a un agujero negro simplificado (esférico y sin rotación, es decir, de tipo Schwarzschild) y eliminado así la singularidad de su centro. Sugieren que el centro sería una puerta a otro universo en lugar de un sitio con densidad infinita.
En este nuevo modelo los objetos que se arrojan al agujero negro no son comprimidos hasta llegar a una singularidad, sino que sus despojos son eyectados a otro universo. Hay que recalcar que las cosas materiales quedarían destruidas en el proceso, pero no la información que contienen. No habría, por tanto, paradoja de la información. La información no desaparece, simplemente se escapa a otro sitio.
Sin embargo, esto no sirve como argumento de una novela de ciencia ficción para viajar a otro universo distinto al nuestro, pues, antes incluso de llegar al centro de un agujero negro, una nave espacial y todos sus ocupantes sufrirían un proceso de espaguetificación por culpa de las fuerzas de marea y morían si han sobrevivido previamente a la intensa radiación. Tampoco les serviría de consuelo saber que su información se va otro universo.
Obviamente la comprobación experimental directa de esta idea es poco más o menos que imposible.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=4122

Fuentes y referencias:
Artículo original.
Artículo en ArXiv.
Ilustración de cabecera: spacetimetravel.org

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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2 Comentarios

  1. LLuís:

    No habría paradoja de la información siempre y cuando esa información que no se destruye, aunque se destruyan los objetos materiales que contienen esa información, fuera reconstruible. Sería como si de las cenizas de un libro se pudiera volver a reconstruir y posteriormente leer ese mismo libro.
    En cuanto a la idea de que acaso las “singularidades” sean más bien producto de las limitaciones en el mundo cuántico de la propia RG que una realidad física o natural, ya la esbozó S.Hawking, no utilizando la LQG (que no sé si ya había salido del horno esta teoría en aquel momento), sino apelando al Principio de Incertidumbre.Más o menos vino a decir que saber que todo está en un punto de infinita densidad (aunque se llegara a densidades muy altas, nunca serían infinitas), en el propio Big-Bang o en un agujero negro, es una medición demasiado precisa que dicho principio no permite y estableció un paralelismo con la imposibilidad que el principio de Heisenberg preve de que podamos encontrar la ubicación de los electrones en el núcleo del átomo. Curiosamente a Hawking le bastó acordarse de ese básico e imbatible principio para “descartar” (teóricamente, claro) las “singularidades”.
    De cualquier manera resulta todo tan extraño, que vete tú a saber si ahora mismo, en algún otro universo, están leyendo lo que estoy escribiendo.Pero da lo mismo.Tampoco me enteraría.

  2. tomás:

    Querido amigo LLuís:
    El razonamiento de S. H. que citas y al que te acoges está lleno de lógica, así que me apunto a él.
    Un fuerte abrazo.

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