sábado, 26 de diciembre de 2020

Paradoja en los agujeros negros


En la actualidad no existe una única teoría física capaz de explicar todos los fenómenos que ocurren en el mundo, desgraciadamente, a falta de una, existen dos -la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad general- que no sólo se asientan sobre principios aparentemente contradictorios, sino que, además, ambas contienen inconsistencias. 
La teoría de la relatividad general predice la aparición de singularidades, regiones del espacio y tiempo donde no tiene validez la teoría; la mecánica cuántica también sufre una deficiencia conceptual conocida como el problema de la medida: en términos muy simplificados eso significa que la teoría postula dos tipos de leyes muy diferentes para describir la evolución de un sistema, según sea observado o no lo sea, pero no diferencia, sin ambigüedad, qué es observación y qué no es observación. No paran aquí los problemas de los físicos, quienes han hallado una paradoja que parece indicar que la verosimilitud de una teoría invalida la otra. Voy a comentarla. La teoría de la relatividad indica que la información física desaparece en un agujero negro; porque permite que numerosos estados físicos se conviertan en un mismo estado; pero esto viola una ley de la mecánica cuántica que dice que la información acerca de un sistema físico en un punto y en un tiempo concreto debe determinar su estado en cualquier otro tiempo. Dicho con otras palabras, Stephen Hawking y Jacob Bekenstein demostraron que los agujeros negros deben emitir energía; pero tal radiación es independiente del material que entra en el agujero negro; por lo tanto, si la materia que entra en el agujero se transforma en caótica radiación, se destruirá la información sobre el estado de la materia original. O sea, que si existen agujeros negros y se evaporan, emitiendo radiación térmica, la mecánica cuántica no funciona. 
Los físicos ya tienen experiencia en tales contradicciones: un caso similar ocurrió a principios del siglo XX. La teoría electromagnética de Maxwell, que explicaba magníficamente bien los fenómenos eléctricos, magnéticos y ópticos, cuando se aplicaba a los átomos predecía que los átomos no podían existir… sin embargo, los átomos existen. Abundantes observaciones certifican la veracidad de la teoría de la relatividad y de la mecánica cuántica, pero según esta última los agujeros negros no pueden evaporarse… no obstante, creemos que se evaporan… ¿entonces? Algo en las teorías físicas no funciona e ignoramos qué. 

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