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Los agujeros negros son una de las áreas más activas de la investigación cosmológica. Sabemos que son importantes, que sus efectos llegan hasta los confines del universo y que, de vez en cuando, ponen a prueba las leyes de la física.
Curiosamente, a pesar de que estos enormes pozos gravitatorios siguen siendo un misterio, durante mucho tiempo se pensó que eran bastante fáciles de describir. Los investigadores sólo necesitaban tres parámetros: su masa, su momento angular (la velocidad a la que giran) y su carga eléctrica. Esta sencillez ha llevado a algunos físicos a referirse a los agujeros negros como "calvos".
Pero hay una trampa, y bastante grande: la paradoja de la pérdida de información de Hawking. Introducida por Stephen Hawking en 1976, esta paradoja básicamente dice que los agujeros negros están haciendo algo imposible: están destruyendo información.
Sin embargo, los astrónomos creen que por fin han descifrado esa paradoja.
Según las leyes de la física cuántica, la información no puede destruirse. Deberíamos poder analizar un objeto existente y utilizar la información que contiene para rastrear ese objeto a través de su historia evolutiva y ver de dónde procede. Por ejemplo, se podrían observar las secuelas de una supernova y saber qué tipo de estrella explotó.
Hawking argumentó, sin embargo, que según nuestra comprensión actual de los agujeros negros, no se puede rastrear su origen. No se puede observar la radiación de un agujero negro y saber qué tipo de estrellas han caído en él. Esto se debe a que la radiación que se escapa de los agujeros negros (conocida como radiación Hawking) es térmica, por lo que no puede transmitir información.
Hawking también descubrió que la información no puede permanecer encerrada en el agujero negro para siempre. Y si no puede permanecer dentro y no puede transportar la radiación hacia fuera, se está destruyendo.
¿O no?
Según un grupo de investigadores que acaba de publicar un nuevo estudio, la respuesta es no. Y vuelve a la idea de los agujeros negros "calvos".
El año pasado, este grupo de investigadores publicó un artículo en el que afirmaba que los agujeros negros no eran calvos en absoluto, sino que tenían lo que ahora se denomina casualmente "pelo cuántico". Básicamente, se trata de la idea de que si se observa la forma en que los agujeros negros deforman el espaciotiempo justo en sus horizontes, se puede detectar una especie de huella dactilar en el ámbito cuántico que señala de dónde procede la materia que contienen. Esencialmente, el pelo contenía la información que faltaba.
En el momento de la publicación de ese artículo, la idea del pelo cuántico no era más que un concepto matemático profundamente abstracto. Pero ahora, en su nueva investigación, el equipo argumenta que el pelo es el quid de la cuestión cuando se trata de descifrar la paradoja.
Los investigadores volvieron a realizar los cálculos originales de Hawking, que mostraban que lo único que salía de los agujeros negros era radiación térmica Hawking sin información, pero con un ingrediente añadido: la gravedad cuántica. Se trata de la descripción de la gravedad tal y como existe en el reino cuántico, y es algo que Hawking no tuvo en cuenta en un principio.
"Aunque estas correcciones gravitatorias cuánticas son minúsculas, son cruciales para la evaporación de los agujeros negros", afirma Xavier Calmet, profesor de Física y autor principal del estudio, en un artículo de Live Science. "Hemos podido demostrar que estos efectos modifican la radiación Hawking de tal manera que esta radiación se convierte en no térmica. En otras palabras, teniendo en cuenta la gravedad cuántica, la radiación puede contener información".
El estudio demuestra que la radiación Hawking, contrariamente a lo que se creía, podía recoger información de los agujeros negros y transportarla al universo. La información que se había almacenado en los cabellos alrededor de los agujeros negros podía ser llevada al exterior. No más destrucción, no más paradoja.
Aunque ahora este grupo está seguro de haber resuelto lo que Hawking no pudo, va a ser muy difícil -si no imposible- confirmar observacionalmente los hallazgos. Eso no quiere decir que deban descartarse, por supuesto. Hemos aprendido mucho sobre el universo gracias a las matemáticas y los modelos, aunque nunca hayamos visto ciertos objetos.
Sólo significa que no podemos ver esta información radiante con nuestros propios instrumentos. La radiación Hawking es extremadamente débil (y, de momento, totalmente teórica) y no disponemos de detectores lo bastante potentes para captarla. Es posible que con el tiempo podamos ver el pelo cuántico mediante ondas gravitacionales, pero incluso esa tecnología sigue siendo de última generación.
Por ahora, tendremos que conformarnos con lo que podamos averiguar en la Tierra. El equipo ya ha elaborado intensos modelos matemáticos de este fenómeno, y sugieren que podría probarse en agujeros negros simulados en laboratorio.
Aún quedan muchas vías de exploración y estudio más profundo. Y si este estudio ha reforzado algo, es que el hecho de que la información no sea obvia no significa que no exista.
Jackie is a writer and editor from Pennsylvania. She's especially fond of writing about space and physics, and loves sharing the weird wonders of the universe with anyone who wants to listen. She is supervised in her home office by her two cats.
