Los investigadores [VIDEO]han descubierto que cuando un solo bit de información ingresa en un agujero negro, su área de superficie aumenta en una cantidad muy precisa: el cuadrado de la longitud de Planck (igual a un 1,6x10 ^ -35 metros increíblemente pequeño en un costado).

A primera vista, puede no parecer tan interesante que un agujero negro se agranda cuando la materia o la energía caen dentro de él, pero la sorpresa aquí es que es el área de la superficie, no el volumen, la que crece en proporción directa a la información que ingresa que es totalmente diferente a la mayoría de otros objetos conocidos en el universo.

Para la mayoría de los objetos con los que estamos familiarizados, si "consume" un poco de información, su volumen crecerá en una unidad y su área superficial en una fracción. Pero con los agujeros negros, la situación se revierte. Es como que la información no está dentro del agujero negro, sino que está pegada a su superficie.

Por lo tanto, un agujero negro, un objeto totalmente tridimensional en nuestro universo tridimensional, puede ser completamente representado por solo su superficie bidimensional. Y así es como funcionan los hologramas.

Un hol-ograma negro

Un #Holograma es una representación de un sistema que utiliza menos dimensiones y que aún puede contener toda la información del sistema original. Por ejemplo, vivimos en tres dimensiones (espaciales). Cuando posa para una selfie, la cámara registra una representación bidimensional de su cara, pero no captura toda la información; cuando luego examina su trabajo y elige su filtro, no puede, por ejemplo, ver la parte posterior de su cabeza, sin importar cómo gire la imagen.

La grabación de un holograma preservaría toda esa información. Aunque es una representación bidimensional, aún podrías examinarla desde todos los ángulos tridimensionales.

La descripción de un agujero negro como un holograma podría proporcionar una solución a la llamada paradoja de la información del agujero negro , el enigma de hacia dónde va la información cuando la materia es consumida por un agujero negro. Pero ese es el tema de otro artículo. El concepto de agujero negro como holograma es también un buen ejemplo para tener en mente mientras hacemos un gran salto: considerar todo el universo.

Viviendo en el límite

La correspondencia entre las ramas de la física aparentemente no relacionadas a las que me burlé al comienzo de esta pieza es otra aplicación de técnicas holográficas y se basa en el nombre increíblemente denso de AdS-CFT.

El AdS significa "anti-de Sitter", una solución particular de la relatividad general de Einstein que describe un universo completamente vacío con una curvatura espacial negativa.

Es un universo [VIDEO]bastante aburrido: no contiene materia o energía, y las líneas paralelas eventualmente divergen debido a la geometría subyacente. Si bien puede no describir el universo en el que vivimos, es al menos una especie de universo, así que eso es un comienzo, y este modelo del universo un tanto insípido tiene las propiedades matemáticas necesarias para hacer las conexiones que los teóricos necesitan.

El otro lado de la correspondencia es un marco llamado teoría de campo conforme. La física teórica es pésima con las teorías de campo ; son los martillos que usan los científicos para golpear muchas uñas cuánticas, que se usan para describir tres de las cuatro fuerzas de la naturaleza. El electromagnetismo, la fuerza nuclear fuerte y la fuerza nuclear débil tienen todas descripciones de teoría de campo, y en el último medio siglo, hemos tenido mucha práctica en su uso.

Ahora que hemos sacado las definiciones del camino, analicemos por qué esta conexión es tan importante.

Digamos que estás tratando de resolver un problema realmente difícil, como la gravedad cuántica, usando la teoría de cuerdas , que es un intento de explicar todas las fuerzas y partículas fundamentales en el universo en términos de pequeñas cuerdas vibrantes. Es un problema tan difícil, de hecho, que nadie ha encontrado una solución a pesar de intentar durante décadas. La correspondencia de AdS-CFT nos dice que podría ser posible utilizar una técnica holográfica para ahorrarnos un mundo de dolores de cabeza.

En lugar de intentar descifrar la gravedad cuántica en nuestro universo tridimensional, AdS-CFT nos permite cambiar a un problema equivalente en el límite del universo, que es a) solo dos dimensiones, yb) no contiene gravedad.

Así es: no hay gravedad en el límite. Las matemáticas casi imposibles de descifrar de la teoría de cuerdas son reemplazadas por un conjunto de ecuaciones de teoría de campo meramente insanamente difíciles. Entonces, puedes encontrar una solución a tus problemas allí, sin que te atrape ningún tipo de gravedad molesta, y transportar tu solución al universo tridimensional normal y hacer predicciones.

No tan rápido en ese atajo

Esto suena como una idea maravillosa, una forma de engañar a la naturaleza eludiendo las maquinaciones gravitacionales. Y podría ser una forma brillante de "resolver" la gravedad cuántica . Pero a partir de ahora, hay algunas capturas. Por un lado, no vivimos en un universo anti-de Sitter. Nuestro universo está lleno de materia, radiación y energía oscura, y tiene una geometría casi perfectamente plana. ¿Existe una correspondencia similar que funcione en nuestro universo real? Tal vez, y los teóricos están trabajando duro para encontrarlo.

Segundo, el "límite" tomado para la correspondencia AdS-CFT es el horizonte cosmológico, el límite de lo que podemos ver en nuestro universo observable. Eso estaría bien, excepto que vivimos en un espacio-tiempo dinámico con un cosmos en constante crecimiento, y ese límite siempre está cambiando, algo que no se maneja muy bien en las teorías actuales.

Por último, cuando se pasa de un universo anti-De Sitter totalmente descrito a un modelo de frontera más simple donde se aplica la teoría de campo conforme, los nuevos conjuntos de ecuaciones solo se pueden resolver en principio. Todavía pueden ser, y con frecuencia lo son, fantásticamente, perniciosa, aterradoramente, desgarradoramente difíciles de resolver. Entonces, solo porque hayas puesto en cortocircuito a la gravedad no significa que aún estés fuera de las malas hierbas.

Viviendo en un holograma: entonces, ¿vivimos en un holograma? Incluso si el enlace AdS-CFT resultó fructífero para abordar la gravedad cuántica, si pudiéramos encontrar una manera de navegar por los desafíos y hacer que esta técnica sea relevante para el universo en el que vivimos, no significa que realmente vivamos en un holograma. . Es un error pasar de "AdS-CFT proporciona una forma práctica de resolver problemas gravitacionales" a "nuestro universo con la gravedad en tres dimensiones es una ilusión, y realmente vivimos en un límite bidimensional sin gravedad".

Una invención matemática, por útil que sea, no necesariamente dicta nuestra opinión sobre la naturaleza fundamental de la realidad. Si los principios holográficos son útiles para resolver problemas, no necesariamente significa que vivamos en un holograma. E incluso si viviéramos en un holograma, no seríamos capaces de notar la diferencia de todos modos. #Tecnología