¿Tienen los agujeros negros solo dos dimensiones?

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Representación artística del agujero negro Cygnus X-1, formado tras la muerte de una estrella – NASA/CXC/M.Weiss.

Lo que ocurre en un agujero negro, se queda en el agujero negro. El motivo es que su tirón gravitacional es tan intenso, que a partir del horizonte de sucesos ni siquiera la luz, y sus 300.000 kilómetros partido segundo de velocidad son suficientes para escapar del abrazo de la oscuridad. Por ello, es imposible ver más allá.

Sin embargo, a la luz de la Teoría de la Relatividad de Einstein y gracias a investigaciones más recientes, sí que «se saben» algunas cosas sobre lo que hay en las entrañas del agujero. Por ejemplo, se considera que los agujeros negros tienen una cierta entropía (desorden). De hecho, según Stephen Hawking, esta propiedad es proporcional al área del agujero, pero no a su volumen. De estas ideas años después nació otro conocimiento sobre el interior de los agujeros: se trata de la hipótesis de la holografía, una idea según la cual los agujeros negros parecen tener tres dimensiones aunque en realidad podrían ser las imágenes proyectadas de un horizonte cósmico bidimensional.

Con la intención de averiguar cómo se distribuye la entropía (desorden) dentro de los agujeros negros, Hawking y Bekenstein propusieron que se podía recurrir a la gravedad cuántica, una especie de fusión entre Física clásica y Mecánica cuántica y que permite analizar el comportamiento de la gravedad en la escala de las partículas más pequeñas. Por desgracia, aún no se sabe mucho sobre el comportamiento de la gravedad a este nivel.

Un estudio publicado recientemente en Physical Review Letters ha obtenido importantes resultados que podrían ayudar a desentrañar el comportamiento de la gravedad a escala cuántica. Lo han hecho gracias a un sistema de fórmulas matemáticas capaz de explorar las teorías de Hawking y Bekenstein. «Hemos obtenido una descripción de los estados cuánticos del agujero negro, que son compatibles con la física del espacio-tiempo que conocemos», ha explicado Daniele Pranzetti , primera autora del estudio e investigadora en el Instituto Max Planck de Física Gravitacional, en Postdam, Alemania.

Estos trabajos se basan en la idea de que en el interior del agujero hay colecciones de «átomos» o unidades cuánticas que comparten una serie de propiedades. Todos ellos, forman una especie de fluido, el continuo espacio-tiempo, con una geometría asociada. Este conjunto, a su vez, recibe el nombre de condensado, una «estructura» que puede ser abordada y «digerida» con cálculos matemáticos.

Gracias a esta aproximación, los investigadores están convencidos de haber obtenido resultados más robustos y realistas. Además, consideran que estas conclusiones proporcionan un mecanismo compatible con la hipótesis del holograma: de acuerdo con esto, se podría sacar información sobre el interior del agujero negro estudiando su estructura bidimensional.

Fuente

Acerca de A. Arrieta

Físico egresado de la Universidad de Córdoba con sede en la Ciudad de Montería. Magister en Física de la Universidad Nacional de Colombia con sede en la ciudad de Medellín. Docente del Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM) y docente adscrito a la Secretaría de Educación de Medellín. "Amarrar el conocimiento no te hace más sabio, en cambio compartirlo te hace más útil a la sociedad, trascender y no morir para siempre"
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