Descubren un espía cuántico en agujeros negros que cambia nuestra comprensión del espacio tiempo

La decoherencia cuántica y el espía escondido

Todo comienza con un experimento mental protagonizado por dos personajes clásicos de la física cuántica: Alice y Bob. En esta versión moderna, Alice manipula un objeto cuántico en superposición, una de esas extrañas combinaciones de estados que solo pueden existir en el mundo cuántico. Bob, siempre el curioso, decide espiar esta información… pero desde un lugar inesperado: el interior de un agujero negro.​

Según nuestras teorías actuales, nada puede escapar de un agujero negro, ni siquiera la luz. Entonces, ¿cómo podría Bob influir en el estado cuántico de Alice sin violar este principio? La clave está en la decoherencia, el proceso por el cual un estado cuántico pierde su pureza debido a la interacción con el entorno o una medición externa. Los investigadores demostraron matemáticamente que la cantidad exacta de información que Bob puede obtener desde el interior del agujero negro coincide con el nivel de decoherencia que Alice detecta en su objeto.​

Este descubrimiento sugiere que la presencia de Bob puede deducirse, no por lo que envía, sino por los efectos observables que deja en el sistema cuántico externo. Así, el agujero negro sigue siendo hermético en cuanto a transmisión directa de información, pero su influencia sigue siendo detectable de manera indirecta.​

Los agujeros negros como “destructores” perfectos de superposiciones

La investigación es ingeniosa desde el punto de vista teórico, poniendo a los agujeros negros en un nuevo pedestal: son, posiblemente, los sistemas más eficientes para destruir estados cuánticos de superposición. El físico Alex L., de la Universidad de Vanderbilt, lo expresó de forma contundente: “Los agujeros negros son los mejores en todo lo que hacen, también en destruir superposiciones cuánticas con su intensa gravedad“.​

De hecho, el estudio concluye que todo agujero negro debe colapsar estados cuánticos a su alrededor, provocando la decoherencia de cualquier objeto en superposición que se acerque. Si no lo hiciera, sería posible que Alice dedujera algo sobre el interior del agujero negro, lo cual contradice los principios de la relatividad general que aseguran que su interior debe permanecer oculto.​

Este hallazgo refuerza la conexión entre gravedad y mecánica cuántica y aporta un nuevo criterio para evaluar teorías de gravedad cuántica. Como explica Sam Gralla, de la Universidad de Arizona, las teorías candidatas para unificar la mecánica cuántica y la relatividad podrían ser probadas mediante cálculos como los de este estudio, una herramienta teórica que hasta ahora no existía.​

¿Podría surgir el espacio-tiempo de la información cuántica?

Más allá de la curiosidad científica, este trabajo apunta a una idea aún más profunda: quizás el espacio-tiempo no sea fundamental, sino una consecuencia emergente de cómo fluye la información cuántica. Si Bob estuviese oculto dentro de una cáscara esférica de materia normal en lugar de un agujero negro, los efectos sobre el objeto cuántico de Alice serían distintos. Esto sugiere que la geometría del espacio podría estar dictada por leyes informacionales más básicas.​

Daine Danielson lo resume así: “Hay esperanza de que esto nos ofrezca pistas sobre cómo podrían emerger el espacio y el tiempo a partir de principios de teoría de la información cuántica”.​

La implicación es tan ambiciosa como provocadora: quizás la realidad que percibimos sea una manifestación secundaria de un universo donde lo primordial no es el espacio ni el tiempo, sino la información misma. Una idea que conecta directamente con la búsqueda de una “teoría del todo” que unifique la física en una única estructura coherente.