El entrelazamiento de agujeros de gusano resuelve una paradoja de los agujeros negros

Los agujeros de gusano, túneles a través del espacio-tiempo que conectan agujeros negros, pueden ser una consecuencia de una rara propiedad cuántica llamada entrelazamiento. La redefinición podría resolver una urgente paradoja en la que si caes en un agujero negro, serías quemado en lugar de hecho trizas. Para los físicos teóricos, revela una incosistencia entre la mecánica cuántica y la relatividad general. La solución de este acertijo podría dar lugar a la codiciada teoría cuántica de la gravedad.

La relatividad dice que si caes en un agujero negro, morirás por "espaghettificación", un estiramiento gradual por fuerzas gravitatorias cada vez más intensas. Pero el año pasado, unos investigadores exploraron las implicaciones cuánticas de los agujeros negros, y dieron con un problema. Los agujeros negros emiten fotones mediante algo llamado radiación Hawking, y estos estan "entrelazados" con el interior del agujero negro y también entre ellos. Esto rompe la regla cuántica que indica que las partículas no pueden ser entrelazadas con dos cosas al mismo tiempo.

Para preservar la monogamia cuántica, los investigadores sugerieron el año pasado que el entrelazamiento de los fotones del agujero negro se rompe. Esto da lugar a una barrera de energía en el horizonte de eventos del agujero negro que hace naufragar la relatividad ya que cualquiera que caiga arderá en lugar de convertirse en un espaghetti. Bienvenidos a la paradoja de cortafuegos del agujero negro.

Abundan las posibles soluciones, pero ahora dos pesos pesados de la Física han ofrecido la más audaz: un nuevo tipo de agujero de gusano que que implica que no se rompe el entrelazamiento en primer lugar.

Primero, los investigadores mostraron que esos túneles de espacio-tiempo, descritos normalmente por las matemáticas de la relatividad general, también emergen de la teoría cuántica, si los agujeros negros están entrelazados. Es como si el agujero de gusano fuese la manifestación física del entrelazamiento. Después, los investigadores ampliaron esta idea a un solo agujero negro y su radiación de Hawking, resultando en un nuevo tipo de agujero de gusano. Fundamentalmente, sugieren que este agujero de gusano, el cual enlaza un agujero negro con su radiación de Hawking, puede no ser un problema para la monogamia cuántica en la forma en que está definido el entrelazamiento normal. Como resultado, no es necesario que aparezca el cortafuegos, preservando la relatividad (arxiv.org/abs/1306.0533).

Algunos investigadores encuentra convincente la idea de agujeros de gusano por entrelazamiento, pero afirman que es necesario trabajar más en el supuesto de un agujero negro y un fotón. Otros son cautamente optimistas. Aún hay espacio para los cortafuegos en la nueva definición de agujero de gusano. Los investigadores también bosquejaron cómo un observador fuera de un agujero negro puede manipular la radiación de Hawking, creando una onda de choque que viaje hacia el interior del agujero de gusano y aparezca como un cortafuegos. Esto no puede arruinar la relatividad ya que el cortafuegos es opcional, no intrínseco al agujero negro.

Via New Scientist