LA INFORMACIÓN EN LOS AGUJEROS NEGROS

La información "no se pierde"
en los agujeros negros

La "paradoja de la información" en torno a los agujeros negros ha atraído a muchos físicos notables en los últimos años. Desde hace más de tres décadas Stephen Hawking de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido insiste en que toda la información asociada a las partículas devoradas por los agujeros negros se pierde para siempre, a pesar de que esto va en contra de la regla de la mecánica cuántica de que la información no puede ser destruida.

Cuando hace cuatro años, Hawking hizo su famosa pirueta y empezó a defender que la información podía recuperarse después de todo, no convenció a todo el mundo. "La opinión general era que el cambio de punto de vista de Hawking no estaba lo suficientemente fundamentado", dice Abhay Ashtekar de la Penn State University de los EE.UU. Ahora, Ashekar y sus colegas de la Penn State afirman haber encontrado un mecanismo fiable que puede preservar la información arrastrada a las profundidades del agujero negro.

Así que no es tan negro, después de todo

La primera paradoja de la información surgió a principios de 1970, cuando Hawking, sobre la base de un trabajo anterior de Jacob D. Bekenstein de la Universidad Hebrea de Jerusalén, sugirió que los agujeros negros no son totalmente negros. Hawking puso de manifiesto que los pares partícula-antipartícula generados en la periferia de un agujero negro, en la zona conocida como horizonte de sucesos, se podían separar. Así, si uno de ellos caía en el agujero negro mientras que el otro escapaba, esto haría que el agujero negro apareciera como un cuerpo radiante.
El entrelazamiento cuántico exige que las partículas atrapadas tengan energía negativa y, a causa de la equivalencia Einsteniana de masa-energía (E = mc2), masa negativa. Con cada una de las expulsiones de la sucesivas partículas negativas de energía del agujero negro, este pierde masa o se "evapora". Hawking argumentó que, incluso después de un agujero negro se ha evaporado totalmente deja atrás su infinitamente denso punto central, conocido como singularidad, en el que, en este caso sí, la información se perdería para siempre.

La importancia de la paradoja de la información llegó a ser central en 1997, cuando Hawking, junto con su colega Kip Thorne de Caltech, en EE.UU., hicieron una apuesta con John Preskill, también de Caltech. Preskill creía que, de conformidad con la mecánica cuántica, la pérdida de información era imposible, ya que impide que las ecuaciones que rigen el proceso sean reversibles. Ya en 2004 Hawking reconoció que había perdido la apuesta, diciendo que ahora creía que la información sería devuelta, aunque en un estado encubierto.

Posturas

La postura revisada de Hawking no hizo mella en los teóricos. Aparte del hecho de que su nueva teoría estaba basada en unas matemáticas que no son obviamente relevantes al espacio-tiempo físico, no trató directamente con su argumento a la singularidad.

Ashtekar del grupo en Penn State afirma haber anulado este argumento tras realizar los cálculos de un modelo de agujero negro en dos dimensiones: una de espacio y una de tiempo. "En mi opinión, esto sigue siendo una cuestión muy importante que resolver", dice Steven Giddings de la Universidad de California en Santa Barbara. "Aunque es sabido que Hawking reconoció su apuesta, a la vez que mantuvo su argumento original en favor de pérdida de información, un argumento que ha quedado huérfano, pero vivo. Este nuevo trabajo parece haber encontrado un mayor control sobre los cálculos ".
La ventaja de trabajar en dos dimensiones es que ha permitido que el grupo de Ashtekar escribir las ecuaciones cuánticas exactas que rigen la gravedad en un agujero negro y que se pueden evaluar mediante dos aproximaciones. Lo primero fue "atar" el proceso, y así esencialmente alcanzar una solución para las ecuaciones usando una serie de conjeturas mejor-informadas. Al "atar” el proceso podemos demostrar que la geometría del quántum puede ser perfectamente regular, incluso cuando la geometría clásica adquiere singularidades", explica Ashtekar.

En segundo lugar es, como un "campo" de aproximación, que busca una solución para la distancia de la región al centro del agujero negro. Al utilizar esta aproximación el grupo de Ashtekar ha descubierto que en el interior la densidad de la región crece hacia el infinito en un área mucho más grande de lo que se pensaba anteriormente utilizando argumentos clásicos – esta zona es lo suficientemente grande como para permitir la recuperación de la información.
(Phys. Rev Lett. Publicación en; preliminares en arXiv: 0801.1811 ).

No están todos convencidos

Preskill, que acepto la rectificación de Hawking de 2004, aunque tenía dudas de su teoría, "no está muy convencido" de la investigación de la Penn State - aunque señala que todavía no la ha estudiado detenidamente. "Pensé que teníamos argumentos bastante fuertes en 1994 de que los modelos de este tipo presentan pérdida de información… no veo cómo las observaciones de Ashtekar pueden cambiar esta conclusión, pero me pueden faltar por saber algunos detalles ". Thorne, que también dudo de la concesión de Hawking en su momento, no quiso hacer comentarios porque él no está familiarizado con este campo de investigación.

Otros piensan que los teóricos del grupo de Ashtekar han hecho un importante desarrollo, a pesar de que añaden que el debate no ha concluido. "Después de algunas largas conversaciones con Abhay, todavía no estoy convencido de que tengan argumento que apoyen que la información sale del agujero negro", dice Giddings.

"Es realmente muy interesante", dice Seth Lloyd del Instituto de Tecnología de Massachusetts. "Se sugiere, aunque no se demuestra, que la evaporación de un agujero negro en una mas una dimensiones no destruye la información: toda la información que se escapa como el agujero negro se evapora… pero no está claro que la derivación trabaje igual en tres más una dimensiones ".

Jon Cartwright para physicsworld