Principio holográfico

El principio holográfico es una conjetura especulativa acerca de las teorías de la gravedad cuántica propuesta en 1993 por Gerard 't Hooft, y mejorada y promovida por Leonard Susskind en 1995. Postula que toda la información contenida en cierto volumen de un espacio concreto se puede conocer a partir de la información codificable sobre la frontera de dicha región. Una importante consecuencia esque la cantidad máxima de información que puede contener una determinada región de espacio rodeada por una superficie diferenciable está limitada por el área total de dicha superficie.

Por ejemplo, se pueden modelar todos los eventos que ocurran en un cuarto o habitación creando una teoría en la que sólo tome en cuenta lo que suceda en sus paredes. En el principio holográfico también se afirmaque por cada cuatro unidades de Planck existe al menos un grado de libertad (o una unidad constante de Boltzmann k de máxima entropía). Esto se conoce como frontera Bekenstein.
Relación entre el principio holográfico y la estructura del universo[editar]
En un sentido más amplio y más especulativo, la teoría sugiere que el universo entero puede ser visto como una estructura de información de dosdimensiones "pintada" en el horizonte cosmológico, de tal manera que las tres dimensiones que observamos serían sólo una descripción eficaz a escalas macroscópicas y en bajas energías; por lo que entonces el universo sería en realidad un holograma. El principio holográfico no se ha hecho aún matemáticamente preciso, en parte debido a que el horizonte cosmológico tiene un área finita y crece con eltiempo.1 2

Explicación[editar]
Dada cualquier región compacta de espacio finita, por ejemplo una esfera, en su interior hay materia y energía. Si la energía sobrepasa una densidad crítica, la teoría de la relatividad general predice que dicha región colapsará en un agujero negro (u hoyo negro). Teóricamente, el agujero negro resultante posee entropía.3 Esto último se desprende de los trabajosde J. Bekenstein y S. Hawking en la década de 1970, que demostraron que dicha entropía es directamente proporcional al área de la superficie del horizonte de sucesos del agujero negro. Diversos argumentos físicos, permiten establecer que los agujeros negros son objetos de entropía máxima,4 así que la entropía contenida en determinada región del «espacio» no puede ser mayor que la entropía delagujero negro más grande que pueda caber en tal volumen. Este límite se conoce como frontera Bekenstein.

El «horizonte de sucesos» de un agujero negro encierra un volumen. Obviamente, los horizontes de sucesos de agujeros negros de mayor masa son más grandes y encierran mayores volúmenes. El agujero negro de mayor masa que puede caber en una región dada es aquél cuyo horizonte de sucesoscorresponda exactamente a la frontera de la región dada. Una mayor masa de un agujero implicará que dicho agujero tendrá mayor entropía. Por lo tanto, el límite máximo de la entropía de una región ordinaria del espacio es directamente proporcional al área superficial de ésta, no a su volumen. Pero este resultado es contraintuitivo, debido a que la entropía es una magnitud extensiva, por lo que se esperaríaque fuera directamente proporcional a la masa, la cual es proporcional al volumen (con igualdad de todo lo demás, incluida la densidad de la masa).

Si la entropía de una masa ordinaria (no sólo de agujeros negros) es también proporcional a su área superficial, implica que de algún modo el volumen en sí mismo sea ilusorio: que la masa ocupe área, no volumen, y que entonces el universo sea enrealidad un holograma, el cual es isomórfico a la información inscrita en sus fronteras.5 El trabajo de Juan Maldacena sugirió que en cromodinámica cuántica hay sistemas reales que efectivamente satisfacen esta propiedad holográfica, lo cual es interpretada por Susskind y otros proponentes del principio holográfico como una evidencia en favor de que la gravedad cuántica podría presentar igualmente...