Mecánica Cuántica y Relatividad General son 2 teorías que -para muchos- rozan con la ciencia ficción. Son la vanguardia del conocimiento en la física y ambas son brutalmente eficaces para describir la realidad, pues están respaldadas por la matemática y la evidencia. Sin embargo, existe cierto objeto que parece enfrentar de forma aparentemente irreconciliable a estas teorías: el agujero negro.
Los 2 contendientes
La Mecánica Cuántica, por un lado, es una teoría que describe la realidad a nivel subatómico; es decir, estudia y predice el comportamiento de partículas y ondas a través de matemática muy compleja como la probabilidad, funciones de onda y otras herramientas (no te preocupes, no hay ningún examen al final del artículo). Un aporte muy importante de esta teoría (para comprender la tremenda pelea científica que vamos a explicar hoy) es el principio de conservación de la información; esto es, simplemente, que la información en el universo nunca se pierde. Si escribes un número en una hoja, por ejemplo, y rompes esa hoja, existe una forma de obtener ese número; si rompes una roca, se puede reconstruir; etc.
La Relatividad General, por otro lado, es una teoría que explica qué es la gravedad: la curvatura del espacio-tiempo. ¡Espera, no es chino! No es necesario entender esto del todo para disfrutar de la que se va a armar. Te juro que la pelea va a estar buena. Lo único que debes saber es que la Relatividad General (y su padre, Albert Einstein) demostró que la gravedad no afecta únicamente a los objetos con masa, sino a todo aquello que tenga energía. De esta forma, la luz también sufre el efecto de esta fuerza. Asimismo, la Relatividad establece que ningún objeto puede viajar más rápido que la luz. No, no se trata de un tope tecnológico o de falta de motivación de los ingenieros. Es una verdad fundamental del universo como que 1 + 1 = 2 o que si algo es verdadero, entonces no es falso.
Tal vez estés pensando: «¿Qué tienen que ver estás 2 teorías?» La primera se encarga de estudiar objetos muy, pero que muy pequeños, y la segunda parece estar enfocada en objetos grandes, cuya fuerza de gravedad sea considerable. Pues, para entender esta pelea, falta introducir un último concepto: los agujeros negros.
El objeto en disputa
Ya los conoces. Son fascinantes y siniestros, los perfectos protagonistas de toda película de ciencia ficción espacial. Los agujeros negros son objetos extremadamente densos y, por lo tanto, generan una fuerza de gravedad monstruosa. Cuando un objeto se vuelve tan gravitatorio que, ni siquiera viajando a la velocidad de la luz (la más rápida posible), puede escapar de él, entonces ese objeto se convierte en un agujero negro por definición. Este último punto es muy interesante: ni viajando a la velocidad más rápida posible puedes escapar; o, en otras palabras, todo lo que entra en el agujero negro, se queda en el agujero negro.
Que empiece la pelea
Hace algunos años, el difunto y afamado físico Steven Hawking se atrevió a utilizar ambas teorías para describir un fenómeno físico llamado «Radiación de Hawking» que ocurre en los agujeros negros. Descubrió que estos se evaporan. La explicación rigurosa de este fenómeno está más allá del entendimiento de su servidor (pido perdón), pero lo único relevante es que estos gigantes de la naturaleza pierden energía lentamente y terminan desapareciendo sin dejar rastro.
Aquí es cuando la Mecánica Cuántica se molesta y, con toda razón, se queja; porque se ha establecido que la información nunca se pierde y, sin embargo, la Relatividad General se atreve a cuestionar este principio. Según esta última, si algo entra en un agujero negro, no solo está inexorablemente atrapado, sino que, después de un tiempo, el agujero negro desaparecerá junto con lo que se comió. Dicho de otra forma, si escribes en un papel un número y luego arrojas ese papel a un agujero negro, una vez el agujero desaparece, no hay forma de recuperar el número. Así que la Mecánica Cuántica responde tozudamente que debe existir una forma de escapar, pues la información no puede perderse. Pero la Relatividad General le recuerda que nada puede viajar más rápido que la luz, ni siquiera la información. Este es el gran conflicto. Dos teorías que parecen funcionar perfectamente por su cuenta (al fin y al cabo, el mundo de lo minúsculo y de lo gigante no suelen relacionarse), parecen incapaces de ponerse de acuerdo en este asunto.
La reconciliación
La solución se encuentra en la Mecánica Cuántica. Particularmente se halla en un fenómeno conocido como entrelazamiento cuántico. Dejando de lado los formalismos teóricos, podemos entender este entrelazamiento como que dos partículas están conectadas y, por lo tanto, guardan información la una de la otra. De esta forma, la información de las partículas que desaparecen dentro del agujero negro está preservada en sus compañeras de entrelazamiento fuera agujero.
Además, en cuanto al aporte de la Relatividad General, se plantean los agujeros de gusano de los que seguramente has escuchado en las películas. Y sí, estos fenómenos físicos son posibles según la Relatividad General. Es más, debido a la naturaleza Cuántica del universo, no solo es posible que un agujero negro esté conectado a otro en otro lugar del espacio, sino que todos lo están (debido a la superposición de todas las configuraciones posibles, pero es otra historia). Por lo tanto, la información que cae en un agujero negro no se queda en él, sino que viaja por el agujero de gusano hacia otra región del espacio.
Aunque estas soluciones han logrado aliviar la tensión entre dos campos de la física tan importantes, el conflicto persiste. En la comunidad científica existen muchos críticos y escépticos que señalan, con justa razón, los huecos de esta solución. Aún así, este ha sido el mayor progreso (en cuanto a la unificación de la Mecánica Cuántica y la Relatividad General) en décadas.
Editado por Isabella Solimano
