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Video
Transcripción
Los agujeros negros son las cosas más poderosas en el universo, suficientemente fuertes como para rasgar estrellas enteras en pedazos del tamaño de átomos
Aunque esto es suficientemente aterrador, tienen una propiedad aún más potente y oscura: podrían eliminar el propio universo
[música]
“Black holes in a nutshell”
Un agujero negro aparece cuando una cantidad extraordinaria de materia se concentra en un pequeño espacio
En su centro la gravedad es casi infinitamente fuerte, y cualquier cosa
que se acerca demasiado es desguazada en partículas elementales
Ni siquiera la luz puede escapar de un agujero negro y por esto los percibimos como esferas de oscuridad
Si estuvieras cayendo en un agujero negro nada malo pasaría hasta mucho después de cruzar su frontera exterior: el horizonte de sucesos
Puedes imaginar esto como nadar en un río que termina en una enorme cascada
Mientras vas flotando, de manera imperceptible el flujo se hace más rápido y más rápido, incluso cuando todavía no puedes ver la cascada
Podrías nadar hasta un lugar seguro hasta que, sin darte cuenta, cruzarías el punto de no retorno
No importa lo rápido que intentes nadar ahora, la corriente te tira hacia una muerte segura
Nada puede escapar de un agujero negro (cascada), una vez que se acerca demasiado
Esta frontera separa completamente los agujeros negros del resto del universo: no podemos acceder a ellos a menos que estemos dispuestos nunca volver
Así que no hay forma de saber lo que realmente pasa dentro de los agujeros negros
Pero tenemos algunas ideas sobre lo que pasa justo en sus extremos
Los agujeros negros irradian su masa como una olla caliente sobre una estufa pierde su agua en forma de vapor
Esto se conoce como la radiación de Hawking
Los agujeros negros pierden constantemente una cantidad extremadamente pequeña de masa
en un proceso que es increíblemente lento
tomará un agujero negro con una masa de nuestro sol 10.000 mil millones de mil millones de mil millones de mil millones de mil millones de mil millones de años para perder el 0,0000001% de su masa
Esto está ocurriendo constantemente y de manera imparable y a su vez acelera más y más
En el extremo lejano futuro, cuando la última estrella en el universo esté muerto desde hace billones de años
Los agujeros negros se volverán más pequeños y más pequeños hasta que se evaporen y desaparecen dejando atrás sólo un poco de la radiación
Pero esto es un problema porque en el proceso de desaparición de agujeros negros se podría eliminar algo fundamental: la información
2 - ¿Qué es la información?
La información no es nada tangible. Se entiende típicamente como una característica sobre la disposición de las partículas. ¿Qué significa esto?
Imagine un montón de átomos de carbono. Organizalos de una manera determinada y obtienes carbón
Organizalos de una manera diferente, y obtienes diamante
Los átomos son los mismos lo que cambia es la información. Si hacemos esto más complejo y añadimos unos pocos más átomos
Obtenemos un plátano
Cambiamos la disposición de átomos y obtenemos una ardilla
los bloques de construcción básicos de todo en el universo
Son los mismos y no les importa si son parte de un pájaro o una roca o una taza de café
Sin información todo en el universo sería el mismo
De acuerdo con la teoría de mecánica cuántica la información es indestructible
Podría cambiar de forma
Pero nunca se puede perder: por ejemplo, si se quema un trozo de papel se obtienen cenizas
las ceniza nunca se convertirán en papel de nuevo
Pero si usted fuera capaz de recoger cuidadosamente cada átomo de carbono en la ceniza y medir las propiedades exactas del humo y el calor
y radiación por el fuego, en teoría podría reconstruir el papel
La información del documento se encuentra todavía en el universo. No se ha perdido
Simplemente es difícil de leer
Si pudieras medir de alguna manera
Cada átomo y partícula y onda de la radiación en el universo se podía ver y realizar un seguimiento de cada bit de información que hay
hipotéticamente se podría ver toda la historia del universo hasta al Big Bang
Y aquí es dónde los agujeros negros nos molestan
La información nos dice las diferencias de las cosas entre sí y lo que solía ser
Los agujeros negros hacen lo contrario: cogen las cosas diferentes y las hacen una misma. Destruyen información
Esto crea la paradoja de la información, y esto es un problema grave
La paradoja de la información
Es fundamental para todas nuestras leyes de la física que la información nunca se pueda perder
Existente, no existente, sin información
Todo es relativo
Cuando se trata de nuestra comprensión de la realidad necesitamos absolutos
¿Cómo podríamos resolver esta paradoja?
Hay algunas posibilidades
- la información se pierde
Irremediablemente y para siempre
Esto significa que tenemos que coger todas nuestras leyes de la física, y eliminar un montón de cosas
Que han funcionado muy bien hasta ahora y empezar de cero
Lo que esas nuevas leyes de la física serían o lo que significa para nosotros nadie lo sabe
Esto da un poco de miedo, pero también casi emocionante
- La información está oculta
Tal vez una pequeña parte del agujero negro se separa y forma un universo bebé
La información se transfiere en este nuevo lugar extraño el cual nunca pudimos observar o interactuar
Pero técnicamente no se perdiera
Es como tener un disco duro roto con todas tus fotos familiares que nunca podrías acceder
Claro, es bueno que no hayan sido borrados, pero tampoco es muy útil
O tal vez los agujeros negros no desaparecen por completo después del final de su ciclo de vida,
si no que deja pequeñas partes, información diamante
al igual que un coche de payaso lleno de una cantidad infinita de información payasos
Pero hay una tercera opción
La información es segura después de todo, no se pierde o se esconde
Tal vez hemos estado buscando en todo este asunto de manera incorrecta
Sabemos que la información de los agujeros negros es atrapada y puede eliminarse más tarde, pero nunca pensamos acerca de lo que hacen con ella en el ínterior
¿Dónde almacenan su información los agujeros negros?
limpieza cósmica
Vamos a crear un agujero negro con ropa sucia
En primer lugar, llenamos una habitación con cestas de ropa: cuanto más ropa desea almacenar, más cestas pones en la habitación
Pero en algún momento cada caja está llena y la habitación está completamente abarrotada, ni un solo calcetín adicional encaja
La habitación está a su máxima capacidad
pero si podemos exprimir el calcetín con una gran cantidad de energía y violencia la habitación se colapsa sobre sí misma y forma un agujero negro
Pero la capacidad de la habitación en sí no ha cambiado, poniendo más cosas o información todavía es imposible
Entonces, ¿qué ocurre si tiramos más ropa en él?
La habitación en sí se hace un poco más grande para hacer espacio para la nueva información
Resulta que un agujero negro crece su superficie un pequeño píxel para cada bit de información que tiramos en é
En pocas palabras, más información significa más área de superficie
La información se pintó en la superficie similar a lo que ocurre cuando tiramos una piedra en un estanque
Después de que la piedra se hunda al fondo no podemos verlo más
Pero podemos decir que algo entró por las ondas en la superficie del estanque
Incluso el agujero negro más pequeño puede almacenar más información en su superficie que todos los datos producidos en la historia humana
Lo hacen mediante el almacenamiento de información en un tipo de píxel que es increíblemente pequeño
Los agujeros negros son el último disco duro
Esto es un poco como tomar un libro y convertirlo en un libro electrónico, dos cosas que parecen completamente diferente
Sin embargo, su contenido es el mismo, sólo codificado y memorizado en otra forma
Los agujeros negros tragando estrellas y planetas es un poco como la transferencia de toda una biblioteca en un lector electrónico
Esta solución se llama el principio holográfico, pero si es correcta, entonces todo lo que creíamos saber sobre el universo está mal
El universo es un holograma
.
Si la información se almacena en realidad en el borde de un agujero negro de la radiación de Hawking tiene la oportunidad de aprender acerca de la información
Codificada allí y puede llevarsela
Entonces la información no se pierde cuando los agujeros negros se desvanecen
Y no es necesario volver a hacer la física: la paradoja de la información es resuelta
pero todavía tenemos que cambiar nuestra comprensión de la realidad de manera fundamental
Si todo lo que cae en el agujero negro se almacena en su horizonte de sucesos, básicamente significa que las cosas en tres dimensiones se codifican en una superficie plana
Tenemos un nombre para esto: un holograma
Un holograma es como una foto en 3D, una pieza plana de plástico que codifica una imagen tridimensional
Un agujero negro es como un holograma, ya todo lo que tiene se codifica en su horizonte de sucesos
Una persona dentro de un agujero negro experimentará su vida en tres dimensiones habituales
pero para nosotros en el exterior son imágenes aplanadas en la superficie del agujero negro
La consecuencia de esto es contrario a la intuición, pero permanece con nosotros durante un momento
Los agujeros negros son objetos muy extremos, pero todavía están limitado a las mismas reglas que todo lo demás
por lo que si esta dualidad loca entre 2D y 3D funciona en agujeros negros, entonces podría funcionar en todo el universo, tu incluído
Puesto que una persona dentro de un agujero negro no se daría cuenta de que están codificados en una superficie plana
Podríamos compartir la misma suerte: en realidad podrías estar estirado sobre una pantalla plana en el extremo del universo
La ciencia detrás de esto es complicada y muy rara, con universos de juguete para jugar, la teoría de cuerdas y una gran cantidad de masa
Ya hablaremos de esto más en otro video
Independientemente de cuál es la verdadera naturaleza del universo realmente es que acabamos de saber que es extraño y
Complicado y tenemos que hacer mucha más física para entenderlo
Pero los agujeros negros podrían ser clave para entender la naturaleza de la realidad misma
Este video fue apoyada por la National Science Foundation suizo y se dio cuenta con el asesoramiento científico de Alessandro Sfondrini