Agujeros Negros: Todo Lo Que Crees Que Sabes Es Incorrecto

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La mecánica cuántica ha contradicho el principio más básico de los agujeros negros: que nada puede escapar.

Si la mayoría de las personas saben algo acerca de los agujeros negros, probablemente sepan que nada puede escapar de ellos, ni siquiera la luz.

Sin embargo, este principio más básico sobre los agujeros negros ha sido refutado por la teoría de la mecánica cuántica, explica el físico teórico Edward Witten, del Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, Nueva Jersey, en un ensayo publicado en línea hoy (2 de agosto) en la revista Science.

Los agujeros negros, en la imagen clásica de la física, son objetos increíblemente densos donde el espacio y el tiempo están tan deformados que nada puede escapar de su alcance gravitatorio. En otro ensayo en el mismo número de Science, el físico teórico Kip Thorne de Caltech los describe como "objetos hechos total y exclusivamente a partir del espacio-tiempo curvo".

Sin embargo, esta imagen básica parece contradecir las leyes de la mecánica cuántica, que gobiernan los elementos más pequeños del universo.

"Lo que se obtiene de la relatividad general clásica, y también lo que todos entienden sobre un agujero negro, es que puede absorber cualquier cosa que se acerque, pero no puede emitir nada. Pero la mecánica cuántica no permite que exista tal objeto, "Dijo Witten en el podcast de Science de esta semana.

En la mecánica cuántica, si una reacción es posible, la reacción opuesta también es posible, explicó Witten. Los procesos deben ser reversibles. Por lo tanto, si una persona puede ser tragada por un agujero negro para crear un agujero negro un poco más pesado, un agujero negro pesado debería poder escupir a una persona y convertirse en un agujero negro ligeramente más ligero. Sin embargo, nada se supone que escapar de los agujeros negros. [Fotos: Agujeros negros del universo]

Para resolver el dilema, los físicos buscaron la idea de la entropía, una medida del desorden o la aleatoriedad. Las leyes de la termodinámica establecen que, en el mundo macroscópico, es imposible reducir la entropía del universo; solo puede aumentar. Si una persona cayera en un agujero negro, la entropía aumentaría. Si la persona volviera a salir, el recuento de entropía universal disminuiría. Por la misma razón, el agua puede derramarse de una taza sobre el piso, pero no fluirá desde el piso hacia una taza.

Este principio parece explicar por qué el proceso de la materia que cae en un agujero negro no puede revertirse, aunque solo se aplica a nivel macroscópico.

El físico Stephen Hawking se dio cuenta de que en el nivel microscópico, de la mecánica cuántica, las cosas puede escapar de los agujeros negros. Predijo que los agujeros negros emitirán partículas espontáneamente en un proceso que él denominó radiación de Hawking. Así, la mecánica cuántica refutó uno de los principios básicos de los agujeros negros: que nada puede escapar.

"Aunque un agujero negro nunca emitirá un astronauta o una mesa o una silla, en la práctica, definitivamente puede emitir una partícula elemental ordinaria o un átomo", explicó Witten.

Sin embargo, los científicos aún no han observado la radiación de Hawking.

"Desafortunadamente, los agujeros negros astrofísicos habituales, formados a partir del colapso estelar o en los centros de las galaxias, son demasiado grandes y están demasiado lejos para que sus detalles microscópicos sean relevantes", escribió Witten.

El ensayo de Witten es uno de los cinco artículos nuevos en Science esta semana que resumen el estado de la investigación del agujero negro.

Esta historia fue proporcionada por SPACE.com, un sitio hermano de WordsSideKick.com. Sigue a Clara Moskowitz en Twitter @ClaraMoskowitz o SPACE.com @Spacedotcom. También estamos en Facebook & Google+.


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