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miércoles, 5 de febrero de 2014

LA PARADOJA FIREWALL



No se puede escapar de un agujero negro en la teoría clásica", dijo Stephen Hawking en un estudio publicado en la revista 'Nature'. La teoría cuántica, sin embargo, dice "que la energía y la información puedan escapar de un agujero negro", agregó. Así, los agujeros negros no serían tales en realidad.
En lugar de un horizonte de sucesos, el nuevo estudio de Hawking titulado 'preservación de la información y la predicción del tiempo para los agujeros negros', propone un llamado "horizonte aparente", que aspiraría temporalmente la materia y la energía para "escupirlas" después con una forma muy diferente.
Para Hawking, tratar de predecir qué nueva forma tendría esa materia sería como tratar de predecir el clima: "es posible, pero muy difícil de hacer".
La nueva obra de Hawking es un intento de resolver lo que se conoce como la 'paradoja firewall' (paradoja de las paredes de fuego de un agujero negro), que ha inquietado a los físicos durante casi dos años desde que fuera presentada por el físico teórico Joseph Polchinski, por saltarse por completo la teoría de la relatividad de Einstein.
De acuerdo con esta nueva teoría, el horizonte de sucesos se transforma realmente en una región de alta energía o un muro de fuego. Por lo que, si un astronauta tuviera la mala suerte de caer en un agujero negro se quemaría al instante.


La relatividad dice que si caes en un agujero negro, morirías como un espagueti; tu cuerpo sería estirado gradualmente por las fuerzas gravitatorias cada vez más fuertes. Pero cuando Joseph Polchinski de la Universidad de California en Santa Bárbara y sus colegas exploraron las implicaciones cuánticas de los agujeros negros, se encontraron con un problema. Los agujeros negros emiten fotones a través de algo que se conoce como radiación de Hawking, y estos están “enlazados” con el interior del agujero negro y también entre ellos. Esto rompe la regla de la mecánica cuántica que señala que las partículas no pueden estar enlazadas a dos cosas al mismo tiempo.  


Para conservar la “monogamia” cuántica, Polchinski sugirió que el enlazamiento agujero negro-fotón se rompe. Esto produce un muro de energía en el horizonte de sucesos del agujero negro que echa por tierra la relatividad debido a que cualquiera que caiga se quemaría en lugar de volverse espagueti. Bienvenido a la paradoja del muro de fuego (“firewall”) del agujero negro.
Abundan las posibles soluciones, pero ahora dos físicos, Juan Maldacena del Instituto de Estudio Avanzado en Princeton, y Leonard Susskind de la Universidad Stanford, California, han presentado una más audaz: una nueva clase de agujero de gusano en que el enlazamiento no necesita romperse.
Primero, los dos físicos demostraron que estos túneles en el espacio-tiempo, descritos generalmente por las matemáticas de la relatividad general, también surgen de la teoría cuántica, si dos agujeros negros están enlazados. Es como si el agujero de gusano fuere la manifestación física del enlazamiento.
Luego, extendieron su idea a un único agujero negro y su radiación de Hawking, resultando en una nueva clase de agujero de gusano. Fundamentalmente, sugieren que este agujero de gusano, que vincula un agujero negro y su radiación de Hawking, puede no ser un problema para la monogamia cuántica en la forma en que lo es el enlazamiento normal. Como resultado, el muro de fuego no necesita aparecer, conservando la relatividad.
Patrick Hayden de la Universidad McGill en Montreal, Canadá, dice que la idea de los agujeros de gusano de pares de agujeros negros enlazados es convincente, pero que se necesita más trabajo para el caso del agujero negro y un fotón. Polchinski, por su parte, es cautelosamente optimista: “Sin duda, introduce nuevas ideas. Pero hay mucho que aún tiene que ser llenado”.
Todavía hay espacio para muros de fuego en la nueva definición de agujero de gusano. Maldacena y Susskind también describen cómo un observador fuera del agujero negro podría manipular la radiación de Hawking, creando una onda de choque que viaje hacia el agujero de gusano y aparezca como un muro de fuego. Esto no contradice a la relatividad debido a que el muro de fuego es opcional, no intrínseco del agujero negro. Maldacena espera que el análisis de estas opciones les enseñe a los físicos acerca de la gravedad cuántica.


Ahora, una física sueca llamada Sabine Hossenfelder propuso una nueva solución de la 'paradoja firewall' que, a diferencia de la reciente propuesta de Stephen Hawking, no requiere una revisión radical de los conceptos dominantes en la astrofísica.
En particular, la nueva solución permite confirmar la existencia del 'horizonte de sucesos', la 'entrada' a estos agujeros, algo que el famoso astrofísico británico negó en su estudio publicado en Enero. El objeto de la investigación de Hossenfelder era la llamada radiación de Hawking, la radiación de un agujero negro causada por las fluctuaciones cuánticas del vacío cerca de su 'horizonte de sucesos'. Durante estas fluctuaciones se producen pares partícula-antipartícula, una de las cuales puede ser absorbida por el agujero, y la otra abandona las proximidades de un agujero como radiación. La absorción de antipartículas causa la disminución del agujero. Desde el exterior el fenómeno se ve como evaporación.
Hossenfelder reveló que el proceso de producción de partículas no está realizado por solo un par, sino por dos pares de partícula-antipartícula. Además, los pares interactúan de una manera en la que tanto las partículas salientes, como las entrantes, se entrelazan. El entrelazamiento significa que algunos de los parámetros de estas partículas están interconectados. Seguiremos el tema en siguientes publicaciones a la espera de una nueva respuesta de S. Hawking.


"El hombre busca respuestas y encuentra preguntas". Paradoja del conocimiento

"End of transmission".



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4 comentarios:

  1. muy buena la explicación gracias

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  2. una duda
    según algunas teorías dicen que cuando algo o alguien entra en el horizonte de eventos nada escapa, entonces como el muro de fuego si puede salvarse de la gravedad del agujero

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    Respuestas
    1. Por que el muro es un efecto del agujero negro, como lo es el horizonte de sucesos...

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  3. wow muy buen articulo y bien explicado .

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