Agujeros negros cuánticos

Agujeros negros cuánticos: la apuesta de
Stephen Hawking

Carmen A. Núñez
(I.A.F.E. – CONICET)

Resumen:
Los agujeros negros son objetos muy interesantes en astrofísica pero también constituyen un escenario natural para abordar algunas cuestiones de principio de la física fundamental. En este artículo se describirá la paradoja de información que aparece al estudiar aspectos cuánticosde los agujeros negros y pone en evidencia la inconsistencia lógica entre los dos pilares básicos de la física contemporánea: la relatividad general y la mecánica cuántica.
Stephen Hawking, quien originalmente formuló la paradoja en 1974, hizo una apuesta en 1997 sobre cómo se resolvería y acaba de anunciar públicamente que la perdió. Discutimos la postura de Hawking y mencionamos cuál esla solución que propone la teoría de cuerdas.
El 6 de febrero de 1997, en Pasadena, California, Stephen Hawking, Kip S. Thorne y John Preskill firmaron un documento que decía lo siguiente:
"Stephen Hawking y Kip Thorne creen firmemente que la información tragada por un agujero negro queda oculta para siempre y nunca se podrá revelar aún cuando el agujero negro se evapore y desaparezcacompletamente.
En cambio John Preskill cree firmemente que el mecanismo para que la información sea liberada por el agujero negro que se evapora debe ser y será develado por la teoría correcta de la gravedad cuántica.
Por lo tanto Preskill apuesta que ‘Cuando un estado cuántico inicial puro atraviesa por un colapso gravitatorio para formar un agujero negro, el estado final al terminarla evaporación del agujero negro será siempre un estado cuántico puro.’
Hawking y Thorne aceptan la apuesta y convienen en que el perdedor recompensará al ganador con una enciclopedia a elección del ganador, de la cual se podrá obtener información a voluntad.”

John Preskill, Kip Thorne y Steven Hawking
El 21 de julio de 2004, en la conferencia GR17 en Dublin, Irlanda, (la últimaen la serie de conferencias trienales que constituyen el principal encuentro internacional de científicos que trabajan en relatividad y gravitación) Stephen Hawking anunció que había perdido la apuesta. Dijo: "Quiero informar que la física está a salvo y la información puede escapar de un agujero negro. Creo que he resuelto un problema mayúsculo en física teórica."
Este hecho recibió muchaatención de la prensa y,
obviamente el motivo más importante
es que el público está fascinado
con la historia personal de Hawking,
que en realidad es impresionante.
Stephen Hawking, de 62 años, ha
estado en silla de ruedas durante
décadas debido a su enfermedad:
esclerosis lateral amiotrópica, y
habla a través de un sintetizador
de voz conectado a una computadora
en la que tipea lasletras muy lentamente.
Pero el tema tiene una gran importancia en sí mismo y en este artículo trataremos de explicar en qué consiste la paradoja de la pérdida de información de los agujeros negros.
La apuesta se refiere a qué es lo que le sucede a la información que está escondida dentro de un agujero negro: ¿esta información se destruye y se pierde para siempre o se puede recuperar conla radiación emitida a medida que el agujero negro se evapora? Esta cuestión fue originalmente tratada por Hawking en 1974 en un trabajo muy importante donde mostró que el proceso de evaporación de los agujeros negros contradecía los principios de la física cuántica. Con esta observación, precipitó una crisis fundamental en la física básica: parecía que había que sacrificar al menos uno de losdos pilares fundacionales sobre los que se asienta la física moderna, la Relatividad General y la Mecánica Cuántica. La relatividad general, la teoría de la interacción gravitatoria formulada por Albert Einstein, es el marco teórico que nos permite entender el universo a grandes escalas: estrellas, galaxias, cúmulos y supercúmulos de galaxias. La Mecánica Cuántica en cambio es un marco teórico...