Agujeros negros y la paradoja de Hawking
Simulación de un agujero negro.
Durante las últimas cuatro décadas, los agujeros negros se han convertido en uno de los mayores objetos de estudios, pues muchos afirman que en ellos se encuentran muchas de las respuestas a las tantas variables que aún reinan en las ciencias, específicamente en la física, tal como los aún enigmas del big bang o la conformación del espacio-tiempo o lo que la teoría de cuerdas pretende lograr comprobar (véase temas semana 01/2-08/2).
Estos particulares objetos se visualizaron por primera vez en los inicios de la década de los 60’ del siglo pasado, pero su estudio se consagró en la próxima década del mismo siglo. Físicamente, estos agujeros se forman a partir de la muerte de una estrella, tal que en cuyo proceso la estrella se contrae en su misma, haciendo que la gravedad ubicada en el espacio que ésta ocupaba, pase a formar parte fundamental del agujero, además de convertirse en un fuerza extremadamente potente. Debido a lo anterior, tenemos que el borde del agujero gire tal como un remolino y que adyacente a éste se encuentra el borde de sucesos donde la gravedad pasa a ser infinita y el tiempo se ralentiza y se detiene. Además, este borde marca el inicio de un viaje sin regreso, pues con lo que hasta ahora se conoce, todo lo que el agujero absorbe no podrá abandonar nunca a éste.
Durante la década de los 70’ del siglo pasado, los físicos de vanguardia de aquel entonces comenzaron una “carrera” por tratar de explicar lo que hasta ese tiempo era un gran enigma que podría, como ya se señaló, revelar muchas cosas que aún se desconocían de nuestro universo. Es en esos años donde un físico británico de la universidad de Cambridge, Stephen Hawking, saltó al debate mundial de la física debido a una atrevida teoría que podría haber acabado con los cimiento de la física.
Esta teoría, posteriormente conocida como la paradoja de la información, fue desarrollada por un ya paralítico Hawking, quien además de trabajar con mucha especulación, llegó a una ecuación inequívoca matemáticamente pese al problema físico que creaba a partir de ella, además era un resultado tan elegante que, de alguna forma, debía estar en lo correcto, pues muchas de las máximas físicas están expresadas en pequeñas ecuaciones que se obtienen de inconmensurables desarrollos. Dicha ecuación se formaba con algunas de las constantes más significativas de la física; la ‘c’ de la relatividad, la ‘s’ de la termodinámica, la ‘g’ de gravedad y la 'h’ de la física cuántica, haciendo que aquellos elementos quedaran expresados en:
S = (A * c^3) / (4 * g * h)
Con esto Hawking señala que se estaban perdiendo ‘trozos’ de nuestro universo, lo que sacudía el principio fundamental de la termodinámica (tanto la materia como la energía son constantes en el universo, no se pueden crear ni destruir, sólo transformar). Además de esto, la próxima dificultad se encontraba en la situación de muerte de un agujero negro, pues la pregunta innata que se formaba señalaba ¿qué ocurre con todo lo que el agujero había absorbido? Desaparecía, señalaba Hawking.
Con tanta osadía por parte de Stephen, naturalmente hubo muchos detractores de su teoría, pues la información (materia y energía) no se podría desaparecer ni destruir, incluso la física cuántica señala, en palabras comunes, que hagamos lo que hagamos con un objeto, siempre podremos volver a recuperar su estado inicial. Pero esto no era todo, pues debido a la teoría de Hawking, la causa y el efecto se perderían en el universo, pues no podríamos predecir el futuro ni saber que ocurrió en el pasado; todo se convertiría en una caos.
Pese a todo lo que Hawking decía sobre este aparente nueva concepción del universo, visión que violaba todo lo que hasta ese entonces la física había logrado, no se pudo descartar su teoría pues la matemática utilizaba carecía de errores, lo que hacía su ecuación irrefutable. Pero no todo lo que brilla es oro, por lo que unos años más tarde, luego de descubrir un segundo agujero negro y comenzar a descubrir muchos más (actualmente se piensa que nuestro universo cuenta con cien mil millones de agujeros que van desde los súper-masivos hasta los visibles en el mundo cuántico) la teoría comenzó a tambalear pues la gran cantidad de estos objetos estaría acabando con nuestro universo. Para ello el físico estadounidense Leonard Susskind (el mayor detractor de Hawking) estudió el horizonte de suceso con el que finalmente descubrió que la información no se perdía, pues si nos basábamos en la paradoja de la información, una observador que viera a una persona caer en el horizonte de sucesos, ésta se vería como se deforma hasta desaparecer por el borde y, si la persona que cae en el agujero no vería lo mismo que el observador, pues ésta vería y sentiría que caería libremente sin sufrir las altas temperaturas, la fuerzas gravitatoria y otros elementos presente en los agujeros. En resumen, si nos guiáramos por la paradoja, una persona que cae en un agujero negro podría estar tanto viva como muerta pues la información se pierde. Tal problema fue resuelto por Susskind cuando señaló que todo lo que absorbe el agujero negro queda atrapado en el borde de sucesos con proceso de trasformación de dimensiones; un objeto que habita en nuestro universo de tres dimensiones más la del tiempo, pasaría a un nuevo espacio de dos dimensiones, o sea que la información no se perdería, sólo se transformaría lo que ayudó a eliminar aquel error nacido por la teoría de Hawking y a conservar nuestra concepción causa-efecto y pasado-futuro de nuestro universo.
Luego de 30 años de debate, en el año 2004, Hawking admitió el error de su teoría pero también afirmó que Susskind se encontraba errado, pues si nuestro universo era uno más de muchos universos, algunos de estos podría contar con muchos agujeros negros, mientras que otros carecería de estos haciendo que el efecto de los agujeros negros se anulara entre los universos paralelos, logrando que la información no se perdiera. Esto último aún está de debate.
En cuanto al trabajo de Hawking, muchos nos hemos preguntado ¿cuál será el verdadero legado de este físico británico?, pues en el medio popular él es considerado como un gran “genio” de la física, mientras que en el campo de la física no resalta como en el anterior, pues muchas de sus teorías no han servido de gran ayuda a la ciencia como se piensa en el medio popular, incluso hace un par de años, se pidió a muchos físicos de renombre mundial que hicieran una especie de ranking de los diez físicos más influyentes de los últimos cuarenta años y que el resultado fue la ausencia de Hawking.
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