En 1916, el astrónomo Karl Schwarzschild encontró una solución extraña a la teoría general de la relatividad. En consecuencia, la materia bastante en un espacio pequeño, el tiempo del espacio se puede doblar tanto que nada puede escapar de las embragues de la atracción gravitacional dentro de un determinado entorno, ni siquiera la luz. Durante mucho tiempo, sin embargo, se ha prestado poca atención a estos «agujeros negros». «Fueron descubiertos como un objeto puramente geométrico», dice el físico teórico Yuk Ting Albert Law de la Universidad de Stanford. Solo representaban una propiedad del espacio, en la pregunta en él, nadie pensaba.
Pero esto cambió en los años 70 debido al trabajo de los dos físicos Stephen Hawking y Jacob Bekenstein. Sus cálculos han convertido las curiosidades matemáticas en objetos reales con una estructura microscópica. Estos resultados tienen consecuencias de una gran reducción que aún plantean preguntas y dan forma a nuestra comprensión del espacio.
El replanteamiento comenzó cuando el halcón en 1972 mostró que el tamaño de un agujero negro, en particular su superficie esférica, aumenta proporcionalmente con la masa de los objetos que caen en él. Esta regla es similar a la segunda cláusula principal de termodinámica, según la cual la entropía de un sistema (una medida de su trastorno) nunca puede disminuir.
La mayoría de los expertos, incluido Hawking, no se tomaron esta similitud demasiado en serio. “La gente pensó que no tenía nada que ver con la termodinámica. Parecía solo matemáticamente similar «, dice el físico Elba Alonso-Monsalve del Instituto de Tecnología de Massachusetts. Pero Bekenstein no estaba de acuerdo. Estaba convencido de que los agujeros negros tenían entropía. Para apoyar esta tesis, creó. Supongamos que una taza de té caliente cae en un agujero negro. La entropía de la bebida desaparecería, lo que viola la segunda frase principal de la termodinámica, a menos que la entropía del agujero negro no aumente debido a su superficie de crecimiento para compensar la diferencia. «Bekenstein se dio cuenta de que el área se considera como una entropía, aumenta los trópicos generales del universo, como debería ser cuando algo cae en el agujero negro», dice Alonso-Monsalve.
El informe del área de entropía de Bekenstein fue solo una hipótesis. Pero luego consolidó el halcón con una fórmula precisa. Para establecer esto, había combinado las ecuaciones de la física cuántica con un espacio distorsionado alrededor de un agujero negro. Los cálculos físicos mostraron que los agujeros negros en realidad liberan la radiación como objetos calientes. Como resultado, tienen una temperatura medible. Con la ayuda de esta temperatura, Hawking pudo indicar la entropía del agujero negro a través de consideraciones termodinámicas, y esto contiene un valor que corresponde a su superficie. Esta fórmula tiene efectos de dificultad.
Los agujeros negros son especiales
La entropía representa una especie de medida de ignorancia. Cuanto más posibilidades microscópicas son para una condición, más entropía tiene el sistema.
La entropía generalmente aumenta con un volumen creciente porque se distribuye a todos los átomos dentro de un sistema. Una jarra llena de dos tazas de agua tiene el doble de la entropía de un barco con una sola taza de agua.
Pero esto es diferente con los agujeros negros. La fórmula de Bekenstein-Hawking dice que la entropía de un agujero negro con la superficie y no se reduce con la cantidad de la habitación que contiene. Si suficiente material cae en un agujero negro para duplicar su volumen, la entropía aumenta solo a la mitad. Esto significa que toda la información microscópica a la que no se puede acceder desde el exterior se codifica en la superficie del agujero negro. Es como si el volumen no contenga más información.
«Sin embargo, el modelo de gravedad cuántica debe poder explicar la entropía de los agujeros negros»Ley de Yuk Ting Albert, físico
Hasta la fecha, la ley en el área de entropía es una de las indicaciones más específicas de una teoría de la gravedad cuántica. «Sin embargo, parece que el modelo de gravedad cuántica debe poder explicar la entropía de los agujeros negros», dijo Law.
Este es uno de los grandes éxito de la teoría de las cuerdas, un candidato para una fórmula mundial, que describe la naturaleza cuántica de la gravedad a través de pequeños hilos vibrantes. En 1996, los físicos Andrew Strominger y Cumrun Vafa contaban las condiciones microscópicas que se basan en un agujero negro de acuerdo con la teoría de las cuerdas y estaban en la fórmula de la superficie estrópica de Beikenstein. Y la fórmula de Bekenstein-Hawking también pudo derivar la fórmula de asignación de Bekenstein casi al mismo tiempo al mismo tiempo.
«El mundo de tres dimensiones que percibimos es un holograma, una imagen de la realidad codificada en una superficie distante de dos dimensiones»Leonard Funkind, físico
La clave de la estructura de los agujeros negros está en su superficie. «Algunos creen que la teoría microscópica que describe los agujeros negros puede vivir con un tamaño más bajo en un momento de espacio», dice Law. Este concepto hipotético, el principio holográfico llamado, también puede transferirse al espacio en general. El físico teórico Leonard Funkind lo explica en su libro «La guerra para el lago negro» de la siguiente manera: «El mundo de tres dimensiones que percibimos: el universo con sus galaxias, estrellas, planetas, casas y humanos es, por lo tanto, un holograma» Una imagen de la realidad codificada en una superficie distante de dos dimensiones «.
