Sin embargo, este principio básico ha sido descartado por la teoría de la mecánica cuántica, según explica el físico teórico Edward Witten del Instituto para Estudios Avanzados de Princeton, New Jersey, en un ensayo publicado ayer en la revista Science.
Los agujeros negros, en la visión clásica de la física, son objetos increíblemente densos en los que el espacio y el tiempo están tan deformados que nada puede escapar de su agarre gravitacional. En otro ensayo incluido en el mismo número de Science, el físico teórico Kip Thorne de Caltech describe a los agujeros negros como “objetos formados única y totalmente por espacio-tiempo curvado.”
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| Gas de hierro caliente se desplaza sobre una onda de espacio-tiempo alrededor de un agujero negro, en esta imagen tomada de una de las observaciones realizadas por el Explorador temporizador de rayos x Rossi (RXTE). Crédito: NASA |
Pero esta idea tan básica parece contradecir las leyes de la mecánica cuántica, las mismas que gobiernan a los elementos más ínfimos del universo.
“La idea que se obtiene a partir de la relatividad general clásica, y que es también lo que todos entienden de los agujeros negros, es que éstos pueden absorber todo lo que esté en sus cercanías y que a la vez no son capaces de emitir nada. Pero la mecánica cuántica no permite que un objeto de tales características exista,” mencionó Witten en el podcast de Science de esta semana.
Para la mecánica cuántica, si una reacción es posible, entonces la reacción opuesta también lo es, manifestó Witten. Los procesos debieran ser reversibles. Por lo mismo, si una persona puede ser tragada por un agujero negro y de esa forma ayudar a volverlo más pesado, un agujero negro pesado debiera ser capaz de escupir una persona y convertirse de paso en un agujero algo más liviano. Aun así, se supone que nada puede escapar de un agujero negro…
Para solucionar este dilema, los físicos apuntaron hacia la idea de la entropía, una medición de desorden o aleatoriedad. Las leyes de la termodinámica establecen que en el mundo macroscópico, es imposible reducir la entropía del universo — sólo puede incrementarse. Si una persona fuese a caer dentro de un agujero negro, la entropía aumentaría. Si la persona saliera de dicho agujero, entonces la entropía universal descendería. Es por esta razón que el agua puede derramarse desde una taza y caer al piso, pero no fluir desde el piso a una taza.
El principio pareciera explicar por qué el proceso en que la materia es absorbida por un agujero negro no puede ser revertido, aunque sólo es aplicable a nivel macroscópico.
El físico Stephen Hawking se dio cuenta de que en la mecánica cuántica, a nivel microscópico, las cosas pueden escapar de los agujeros negros. Predijo que los agujeros negros espontáneamente emitirían partículas, en un proceso que denominó la Radiación de Hawking. De esta manera, la mecánica cuántica refutó uno de los principios básicos de los agujeros negros: que nada puede escapar de ellos.
“A pesar de que un agujero negro jamás emitirá astronautas, mesas o sillas, en la práctica definitivamente es capaz de emitir una partícula elemental ordinaria o un átomo,” explicó Witten.
De todas formas, los científicos aún tienen que observar la Radiación de Hawking.
“Desafortunadamente, los típicos agujeros negros astrofísicos que se forman a partir de colapsos estelares o en el centro de galaxias, son demasiado grandes y se encuentran demasiado lejos como para que sus detalles microscópicos lleguen a ser relevantes,” escribió Witten.
El ensayo de Witten es uno de los cinco nuevos artículos que aparecen en Science esta semana y que resumen el estado actual de las investigaciones sobre agujeros negros.
Fuente: Space.com
