El último estudio de Stephen Hawking: “Los agujeros negros tienen pelo suave”

Hasta días antes de su muerte, Stephen Hawking trabajó en la resolución de uno de los mayores problemas de la física. Ahora se publican los resultados de esas investigaciones, que constituyen el último estudio firmado por el célebre científico británico.

El trabajo se centra en la llamada paradoja de la información. En 1974, Hawking defendió la idea de que cualquier objeto que caiga en un agujero negro desaparece para siempre y nada de la información que pueda haber en sus átomos sobrevive. En los últimos años Hawking se dio cuenta de que estaba equivocado. El problema de la información perdida podía tener solución. Junto a Andrew Strominger, de la universidad de Harvard, y sus compañeros de la Universidad de Cambridge Sasha Haco y Malcolm Perry, Hawking comenzó a trabajar en una solución en 2015.“Estuvimos trabajando 18 meses en este estudio. Él ya no podía escribir, pero nos ofrecía su intuición, nosotros hacíamos los números, se los leíamos y él nos guiaba”, explica Haco, que comenzó a trabajar con Hawking hace tres años. El estudio mantiene que en el horizonte de sucesos, el punto más allá del cual no hay posibilidad de escapar a la atracción de la gravedad del agujero negro, existen unas partículas que funcionan como una grabadora y retienen información sobre los objetos que son engullidos por estos cuerpos.

“Las leyes de la mecánica cuántica determinan que la información nunca puede desaparecer, si quemases un libro, aunque el texto haya desaparecido, usando las leyes de la mecánica cuántica podrías llegar a recomponerlo a partir de las cenizas”, explica Haco. Este estudio es el tercero de una serie en la que el equipo ha intentado “encontrar un punto débil en la teoría de la pérdida de información”. En este tercer estudio “explicamos cómo se puede recuperar información sobre la entropía de un agujero negro, que es una medida de la información que contiene, algo así como la cantidad de bits que componen un ordenador o, en este caso, un agujero negro”, detalla Haco.

La teoría de la relatividad de Einstein predice la existencia de agujeros negros y asume que se pueden conocer solo tres cosas de ellos: su masa, su carga y su sentido de rotación. La teoría de Hawking y sus colegas es que esas partículas en la proximidad del horizonte de sucesos almacenan otra información, es decir, que hay más cosas que sobreviven a un agujero negro. Esa información quedaría almacenada en ciertas partículas. “Nosotros las llamamos partículas blandas, o decimos que los agujeros negros tienen pelo suave [soft hair, en inglés]”, explica Strominger, en referencia a la cita de John Wheeler que dijo que “los agujeros negros no tienen pelo”, lo que significa que solo se pueden medir las tres características predichas por la relatividad y el resto de información simplemente desaparece. En inglés soft significa ligero y también suave.

[Hawking] estaba convencido de que ya teníamos todas las piezas del rompecabezas y que íbamos a poder resolver el problema

 “En uno de los dos estudios anteriores postulábamos que las partículas que retienen la información son fotones [una partícula que no tiene masa] y en este último exploramos que sean gravitones [una partícula teórica encargada de producir gravedad en el mundo cuántico de las partículas elementales]”, dice Strominger. “Por ahora no sabemos si esto sucede realmente pero hemos aportado importantes pruebas teóricas de que puede suceder. Este problema está conectado con uno mucho mayor, pues resolverlo permitiría unir la gravedad, la mecánica cuántica y la termodinámica, la unificación de la física moderna. Si no resuelves este problema, las leyes de la física son inconsistente, es como si tuviéramos un enorme agujero negro en nuestro conocimiento del universo”, resalta.

Detectar gravitones y otras partículas blandas en agujeros negros es demasiado difícil para los instrumentos actuales, señala el físico estadounidense, pero sí hay en marcha otros experimentos que podrían detectarlas si pasan por la cercanía de la Tierra, por ejemplo el interferómetro de láser LIGO, en EE UU.

Strominger y Haco recuerdan que Hawking siguió involucrado en el trabajo hasta la semana antes de su muerte, en marzo de este año. “Estaba convencido de que ya teníamos todas las piezas del rompecabezas y que íbamos a poder resolver el problema. Yo soy algo más cauto, creo que lo conseguiremos en una década y aún vamos a publicar más estudios sobre este tema, aunque este es el último que llevará la firma de Stephen”, concluye Strominger.