Se supone que nada escapa al horizonte de sucesos de un agujero negro; sin embargo, una nueva investigación sugiere que podría filtrar información secretamente. Esta filtración aparecería en señales sutiles de ondas gravitacionales, y ahora sabemos cómo buscarlas, afirman los autores del estudio.
En 1976, Stephen Hawking revolucionó el mundo de la astrofísica con su descubrimiento de que los agujeros negros no son completamente negros. En cambio, emiten pequeñas cantidades de radiación y, con el tiempo suficiente, pueden emitir tanta que desaparecen por completo. Pero esto planteó un problema enorme. La información fluye hacia los agujeros negros a medida que consumen materia, y esa información no puede escapar. Pero la radiación de Hawking no transporta ninguna información consigo. Entonces, ¿Qué ocurre con ella cuando el agujero negro desaparece?
Esta "paradoja de la información de los agujeros negros" ha atormentado a los investigadores durante décadas, quienes han desarrollado numerosas soluciones potenciales. Una de ellas se conoce como no localidad no violenta. En este escenario, el interior de los agujeros negros está conectado con el exterior mediante la "no localidad cuántica" —en la que partículas correlacionadas comparten el mismo estado cuántico—, un efecto que Einstein denominó "acción fantasmal a distancia". Esta no localidad es "no violenta" porque no hay nada energético como una explosión o fusión que cause las ondas gravitacionales resultantes (las ondulaciones en el espacio-tiempo fuera del agujero negro). Más bien, estas son causadas por las conexiones cuánticas entre el interior y el exterior del agujero negro.
Si esta hipótesis es cierta, el espacio-tiempo alrededor de los agujeros negros conlleva pequeñas perturbaciones que no son completamente aleatorias. En cambio, las variaciones estarían correlacionadas con la información dentro del agujero negro. Luego, al desaparecer el agujero negro, la información se preservaría fuera de él, resolviendo así la paradoja.
En un artículo preimpreso reciente que aún no ha sido revisado por pares, investigadores de Caltech investigaron esta intrigante hipótesis para explorar cómo podríamos comprobarla.
Los investigadores descubrieron que estas correlaciones cuánticas no locales no solo dejan una huella en el espacio-tiempo que rodea a un agujero negro, sino que también dejan una huella en las ondas gravitacionales liberadas durante la fusión de agujeros negros. Estas huellas existen como pequeñas fluctuaciones sobre la señal principal de la onda gravitacional, pero poseen un espectro único que las distingue claramente de las ondas habituales.
Los investigadores describieron un programa para separar esta señal especial. Descubrieron que los detectores de ondas gravitacionales actuales, como el Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferometría Láser y el interferómetro Virgo, carecen de la sensibilidad necesaria para determinar exhaustivamente si la no localidad no violenta es una solución precisa a la paradoja de la información de los agujeros negros. Sin embargo, los instrumentos de próxima generación que se están diseñando y construyendo actualmente podrían lograrlo.
El siguiente paso de la investigación es construir modelos aún más precisos de cómo la no localidad no violenta afecta el espacio-tiempo alrededor de agujeros negros realistas. Esto proporcionará una predicción precisa de cómo deberían ser los cambios en las señales de las ondas gravitacionales, y podría conducir a la resolución de la infame paradoja.
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