Dos investigadores declararon su intención de participar en la carrera por resolver la paradoja de la información de los agujeros negros, en la que toda la física teórica ha estado involucrada durante muchos años, con una nueva herramienta: un láser.
Entonces, ¿qué pueden hacer los láseres con los agujeros negros? Por supuesto, no son los pequeños dispositivos con la ayuda de los que muchos entretienen a sus gatos, esto es la radiación láser, como el concepto subyacente de la física, y su aplicación a la información que desaparece en un agujero negro.
Las palabras "láser", en general, son una abreviatura, significa "amplificación del brillo por emisión estimulada" (Amplificación de luz por emisión estimulada de radiación). En su forma más simple, la radiación láser se genera por la interacción de un fotón con un átomo excitado, que lo copia y, por lo tanto, produce una mejora de brillo. En tal proceso, se crean rayos de luz coherentes colimados, ampliamente utilizados en las comunicaciones, la industria y el entretenimiento.
Chris Adami
Chris Adami, profesor de física en la Universidad de Michigan, compara un láser con una copiadora que puede hacer dos copias idénticas de cualquier cosa. Si aplicamos este mecanismo al horizonte de eventos, según Adami, podemos obtener una solución a la llamada "paradoja de la pared de fuego" en el borde de los agujeros negros.
Una edición del 7 de abril de Classical and Quantum Gravity publicó un artículo conjunto de Chris Adami y Greg Veg Stig (Greg Ver Steeg) de la Universidad del Sur de California en Los Ángeles, basado en este estudio. El muro de fuego (firewall) no se convirtió en una solución reconocida universalmente en el mundo de la física durante décadas de debate sobre la desaparición de la información en los agujeros negros.
En los años setenta, el famoso investigador del agujero negro Stephen Hawking asumió que los agujeros negros no son tan negros. De acuerdo con la visión de la física cuántica de Hawking, de repente aparecen pares de partículas virtuales, se destruyen unas a otras y luego desaparecen rápidamente. Y justo en el borde del horizonte de eventos hay un punto en el que la distorsión del espacio-tiempo es tan fuerte que incluso la radiación no puede escapar al control de un agujero negro. En consecuencia, una partícula virtual puede quedar atrapada como si fuera y evitar que sea destruida por su "compañero", convirtiéndose en una verdadera y sacando una pequeña pieza de material de un agujero negro.
Esta pequeña "evaporación" de la masa se denominó radiación de Hawking y cambió radicalmente nuestra visión de los agujeros negros: resulta que se evaporan y tarde o temprano (dependiendo de su masa) desaparecen. Resultó que los agujeros negros no son tan permanentes como alguna vez pensamos.
El concepto de "radiación de Hawking" marcó el surgimiento de una pregunta teórica vital y enfermiza, que se redujo a cómo los agujeros negros interactúan con la información. Después de todo, al final, toda la información que cae en un agujero negro colapsa y desaparece, evaporándose por completo. Y tal escenario viola nuestra comprensión de cómo funciona físicamente el universo. Entonces, ¿se está destruyendo realmente la información o aún se desconoce? ¿Se conserva todavía?
Durante varias décadas de controversia entre científicos (incluyendo Hawking y otras figuras clave), el último avance en este tema ocurrió en 2012, cuando la física dirigida por Joseph Polchinsky de la Universidad de California, Santa Bárbara realizó su investigación sobre la paradoja de la extinción. Si los agujeros negros realmente no destruyen la información, entonces algo sucede justo en el horizonte del evento de un agujero negro llamado "muro de fuego".
A principios de este año, Hawking discutió con la afirmación de que el muro de fuego es un concepto innecesario, y defendió su "muro de caos", que mezcla información al azar (por lo tanto, no viola las reglas cuánticas) y cambia la ubicación del horizonte de eventos en Dependiendo de la información recibida. En el escenario propuesto por Hawking, el horizonte de eventos en el sentido clásico no existe, es reemplazado por el "horizonte visible".
Obviamente, esto no es una victoria para Hawking o para cualquier otra persona, solo otra idea que de alguna manera crea un equilibrio entre las teorías obviamente contradictorias sobre la información que cae en un agujero negro.
Tal vez todo sea demasiado complicado, o no se prestó la debida atención al propio mecanismo. Y es aquí donde aparece la idea de Adami de la emisión estimulada.
En un comunicado de prensa en la televisión, Adami habló sobre su visión del problema. En su opinión, la física no puede ser coherente sin seguir el mecanismo de copia descubierto por A. Einstein desde 1917. Según él, antes de que un agujero negro absorba cualquier información, se debe crear una copia del mismo, que queda fuera.
Paul Davis, un físico teórico de la Universidad de Arizona, elogió la decisión de Chris Adami como correcta. Añadió que era sorprendente cómo se había ocultado en una forma tan simple durante tantos años.
Dado que el asunto se refiere al horizonte de eventos del agujero negro, Adami cree que la radiación es producida por la radiación estimulada, mientras mantiene una copia de la información que cae en el agujero. Esta radiación es diferente de la radiación de Hawking, que también tiene un lugar para estar.
La radiación forzada, según la publicación de Adami y Vera Stig, es muy similar al proceso de copiar información: una partícula entra, dos salen exactamente con el mismo conjunto de números cuánticos.
Sin embargo, en el mundo cuántico, la información no se puede copiar perfectamente (un concepto conocido como el teorema de imposibilidad de clonación), y resulta que la radiación espontánea (radiación de Hawking) interfiere con la clonación ideal, creando la cantidad mínima de ruido necesaria.
Los científicos dicen que este estudio no se relaciona directamente con la información fuera del horizonte de un agujero negro. Sin embargo, dado que la radiación estimulada todavía puede ocurrir dentro de este horizonte, esta solución puede resultar correcta para el problema de la paradoja de la información.
Adami cree que la teoría de Stephen Hawking ahora está complementada. En su opinión, el vacío en la teoría de los agujeros negros ahora está cerrado, lo que le dio la oportunidad de dormir por la noche.
Por lo tanto, la siguiente pregunta que puede surgir es ¿cómo detectar esta radiación estimulada, si realmente existe?
