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

Noticias del Cosmos, Ciencia, Aventura, Naturaleza
En una de las fronteras más extremas del universo conocido (el horizonte de sucesos de un agujero negro), los físicos han descubierto una nueva paradoja cuántica que podría cambiar nuestra comprensión de la información, la gravedad y la estructura misma del espacio-tiempo. Un reciente estudio dirigido por D. Danielson, de la Universidad de Chicago, plantea una idea sorprendente: un observador oculto dentro de un agujero negro podría espiar información cuántica del exterior. Esta afirmación, respaldada por cálculos rigurosos desafía la intuición y abre una ventana inesperada hacia la teoría de la gravedad cuántica.
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.
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.
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.
Danielson, D. L., Satishchandran, G., & Wald, R. M. (2022). Black holes decohere quantum superpositions. International Journal of Modern Physics D, 2241003. https://doi.org/10.1142/S0218271822410036
Lupsasca, A. (n.d.). Assistant Professor of Physics and Math. Vanderbilt University. https://as.vanderbilt.edu/physics-astronomy/bio/alex-lupsasca/
Gralla, S. (n.d.). Associate Professor of Physics. University of Arizona. https://w3.physics.arizona.edu/people/sam-gralla
Para ofrecer las mejores experiencias, nosotros y nuestros socios utilizamos tecnologías como cookies para almacenar y/o acceder a la información del dispositivo. La aceptación de estas tecnologías nos permitirá a nosotros y a nuestros socios procesar datos personales como el comportamiento de navegación o identificaciones únicas (IDs) en este sitio y mostrar anuncios (no-) personalizados. No consentir o retirar el consentimiento, puede afectar negativamente a ciertas características y funciones.
Haz clic a continuación para aceptar lo anterior o realizar elecciones más detalladas. Tus elecciones se aplicarán solo en este sitio. Puedes cambiar tus ajustes en cualquier momento, incluso retirar tu consentimiento, utilizando los botones de la Política de cookies o haciendo clic en el icono de Privacidad situado en la parte inferior de la pantalla.