Nueva boutade de Hawking: Resuelto el problema de la información en agujeros negros

Por Francisco R. Villatoro, el 25 agosto, 2015. Categoría(s): Ciencia • Física • Noticias • Physics • Relatividad • Science ✎ 33

Dibujo20150828 Hawking outside the KTH Royal Institute of Technology in Stockholm - yesterday - action press - rex

Hoy por la mañana, en una conferencia científica sobre la radiación de Hawking en agujeros negros celebrada en Estocolmo, el famoso físico teórico Stephen Hawking anunció una solución para el problema de la información cuántica en agujeros negros. Su trabajo conjunto con Andrew Strominger, experto en teoría de cuerdas, y Malcom Perry, experto en supergravedad, propone una nueva solución holográfica que en lugar de usar la correspondencia AdS/CFT de Maldacena (1997) usa la correspondencia BMS/CFT de Barnich y Troessaert (2010). La información cuántica estaría almacenada en el horizonte de sucesos del agujero negro en forma de supertraslaciones (concepto de 1962 que no tiene nada que ver con la supersimetría y las supertraslaciones que se usan en supergravedad).

Según Sabine Hossenfelder, aka Bee (@skdh), que asistió en directo a la conferencia, Hawking asistió en abril a una conferencia de Strominger sobre sus recientes trabajos en supertraslaciones BMS y se le ocurrió la idea de la nueva solución. No se ha publicado ningún artículo técnico, luego carecemos de detalles. Esta tarde ha impartido una conferencia Perry que ha ofrecido más detalles. Te recomiendo leer el post de Bee, «Hawking proposes new idea for how information might escape from black holes,» Backreaction, 25 Aug 2015.

Nos cuenta Sabine que la charla de Malcom Perry ha ofrecido más detalles. Se trata de una solución clásica basada en las cargas asociadas al grupo de simetría BSM. Por supuesto, una solución clásica implica un número infinito de cargas. Para obtener un número finito de cargas (que describa la entropía de Bekenstein–Hawking de los agujeros negros) hay que recurrir a una cuantización. Según Sabine, Perry no ha ofrecido ninguna idea sobre cómo cuantizar su solución. Tampoco ha ofrecido una solución a cómo la información almacenada en el horizonte se almacena o es irradiada. Según Sabine, aún no hay una solución al problema de la pérdida de información cuántica en los agujeros negros. ¿Una nueva boutade de Hawking?

Más información divulgativa en Jacob Aron, «Stephen Hawking says he has a way to escape from a black hole,» New Scientist, 25 Aug 2015. Que nos cuenta que Hawking propone que las supertranslaciones en el horizonte constituyen una descripción holográfica de las partículas emitidas por la radiación de Hawking. Contienen la información que de otra forma se perdería. La radiación de Hawking emite partículas con un espectro térmico (sin rastro de dicha información), luego la nueva solución implica que la información se pierde (aunque no se destruye al entrar en el agujero negro). Eso según nos cuenta Aron.

Habrá que esperar a la publicación del artículo técnico para conocer los detalles, pero no quería perder la oportunidad de hablar de esta cuestión, que nos pone en el tintero muchos conceptos interesantes de física relativista.

Dibujo20150825 ads - cft - correspondence

La entropía de los agujeros negros depende del área del horizonte de sucesos, a diferencia de la entropía asociada a una teoría cuántica de campos que depende del volumen de la región de espaciotiempo considerado. El físico ‘t Hooft (1993) propuso que toda teoría cuántica de la gravedad tiene sus grados de libertad en un holograma (una hipersuperficie de menor dimensionalidad que el espaciotiempo en la que la información cuántica se codifica de forma holográfica). La idea original de ‘t Hooft requería reformular la mecánica cuántica, por ello tuvo poco éxito hasta que el físico argentino Maldacena (1997) propuso su famosa correspondencia AdS/CFT. Un espaciotiempo de tipo Anti-de-Sitter (teoría clásica) puede codificar en su frontera todos los estados de una teoría cuántica de campos de tipo conforme (CFT). Usando argumentos de teoría de cuerdas se logra explicar de forma cuántica (en la teoría CFT) que el número de estados en un volumen de espaciotiempo (tipo AdS) están codificados en su área superficial.

La clave de la correspondencia AdS/CFT es la simetría conforme de la frontera del espaciotiempo AdS. Y ese es su problema, ya que las métricas que se suelen usar en teoría de relatividad no son métricas de tipo AdS (un universo con constante cosmológica negativa, por ejemplo, nuestro universo es de tipo de Sitter (dS) y tiene constante cosmológica positiva). Lo que caracteriza las soluciones de Schwarzschild, Reissner–Nordström y Kerr–Newman para agujeros negros es que son asintóticamente planas (en el infinito son métricas planas de Minkowski). Hacer física cuántica en estas métricas es muy difícil por la ausencia de un borde con simetría conforme.

El espaciotiempo plano de Minkowski (en ausencia de gravedad) tiene como grupo de isometría el grupo de Poincaré (producto semidirecto de las traslaciones y del grupo de simetría de Lorentz). En una teoría cuántica de campos sobre el espacio de Minkowski las partículas están descritas mediante funciones de onda que corresponden a representaciones irreducibles de dicho grupo (que están caracterizas por un espín y por una masa/energía).

Dibujo20150824 bms - cft - correspondence - spacetime

La presencia de gravedad rompe la simetría de Poincaré, aunque preserva la simetría de Lorentz. Una manera de resolver el problema es estudiar las simetrías asintóticas de las métricas descritas por los grupos ASG (Asymptotic Symmetry Group). Gracias a ello se puede usar la teoría cuántica de campos para describir las partículas lejos de las fuentes del campo gravitatorio. Así es como Hawking derivó su famosa fórmula para la radiación de los agujeros negros. Entre todos los grupos ASG destaca el grupo BMS, que describe las simetrías de las métricas asintóticamente planas que presentan simetría axial (como las métricas de Schwarzschild o Kerr–Newman). El grupo BMS fue introducido por Bondi, Metzner y Sachs en 1962 (doi: 10.1098/rspa.1962.016110.1098/rspa.1962.020610.1103/PhysRev.128.2851).

Lo importante del grupo BMS es que permite la introducción de un borde conforme (algo que descubrió Penrose), lo que sugiere la posibilidad de una correspondencia BMS/CFT análoga a la de Maldacena. En concreto, las traslaciones de la simetría de Poincaré corresponden a las llamadas supertraslaciones de la simetría GMS y se puede dotar de la simetría conforme al subgrupo de los supertraslaciones. Gracias a ello, Glenn Barnich y Cedric Troessaert (2010) introdujeron la correspondencia BMS/CFT, que permite aplicar un principio holográfico similar al de ‘t Hooft a las soluciones clásicas para los agujeros negros (Schwarzschild, Reissner–Nordström y Kerr–Newman). Más información técnica en G. Barnich, C. Troessaert, «Aspects of the BMS/CFT correspondence.» JHEP 1005: 062 (2010), doi: 10.1007/JHEP05(2010)062arXiv:1001.1541 [hep-th], y G. Barnich, C. Troessaert, «Symmetries of asymptotically flat four-dimensional spacetimes at null infinity revisited,» Phys. Rev. Lett. 105: 111103 (2010), doi: 10.1103/PhysRevLett.105.111103arXiv:0909.2617 [gr-qc].

La correspondencia AdS3/CFT2 permite estudiar la radiación de Hawking de los agujeros negros de tipo BTZ, Bañados–Teitelboim–Zanelli (1992), que aparecen en (2+1)-dimensiones y tienen constante cosmológica negativa. Estos agujeros negros son muy parecidos a los agujeros negros de Kerr en (3+1)-dimensiones. Para sorpresa de muchos la conjetura BMS4/CFT2 permite resultados análogos para agujeros negros en (3+1)-dimensiones incluso sin constante cosmológica. Se pueden asociar estados cuánticos (en la teoría CFT), muy similares a los usados en teoría de cuerdas, a una teoría de la gravedad clásica en un espaciotiempo con simetrías BMS, lo que equivale a una teoría cuántica de la gravedad en dicho espaciotiempo (esta teoría es dual a una teoría de cuerdas no crítica). También se ha estudiado la correspondencia BMS3/CFT1, aunque es menos interesante por que la gravedad en (2+1)-dimensiones con constante cosmológica nula no tiene soluciones de tipo agujero negro.

En resumen, falta mucho trabajo por realizar alrededor de estas ideas tan recientes. Muchos detalles son todavía conjeturas. El trabajo de Strominger, Perry y Hawking puede que haya completado algunos flecos, pero es difícil pensar que hayan dado un paso de gigante. Strominger lleva trabajando en esta línea desde hace un lustro. Algunos de sus trabajos recientes en esta línea son Temple He et al., «BMS supertranslations and Weinberg’s soft graviton theorem,» arXiv:1401.7026 [hep-th], y Daniel Kapec et al., «Higher-Dimensional Supertranslations and Weinberg’s Soft Graviton Theorem,» arXiv:1502.07644 [gr-qc]; para la conexión con teoría de cuerdas recomiendo el reciente Steven G. Avery et al., «BMS, String Theory, and Soft Theorems,» arXiv:1506.05789 [hep-th].

La idea de usar la holografía al estilo AdS/CFT en un contexto BMS/CFT para resolver el problema de la pérdida de información cuántica en los agujeros negros parece muy prometedora, pero no es Hawking el primero que ha hablado de ello. No creo que en unos pocos meses de trabajo se haya avanzado mucho. Salvo que Strominger tenga muchas bazas bajo la manga que aún no haya publicado. Aún así, que la boutade de Hawking ponga de actualidad estas ideas me parece estupendo.

Prometo ofrecer más información cuando se publique el artículo de Strominger, Perry y Hawking.



33 Comentarios

  1. Yo me lo he pasado muy bien siguiendo la noticia en Twitter esta mañana en directo. Los comentarios del blog Backreaction echaban humo . Se agradece a Francis la premura en postear el asunto. Un saludo.

  2. Estas ideas tienen muy buena pinta y sin haber leído aun los paper apuntan directamente a uno de los enigmas más grandes de la Física. Si fuera cierto que tienen la solución definitiva a la paradoja de la información en los AN este anuncio sería un bombazo tremendo y podría ser un paso de gigante hacia una teoría cuántica de la gravedad, probablemente la enigmática teoría M. Demasiado bonito para ser cierto. El escepticismo de Francis está justificado si miramos la fecha de los papers que indica Francis y que desarrollan estas ideas, en pocos meses es casi imposible que hayan dado con la solución.
    Por cierto Francis, tengo entendido que se ha intentado extender la dualidad AdS/CFT a nuestro Universo real, es decir, una dualidad dS/CFT sin resultados. ¿Crees que esta dualidad BMS/CFT podría ser un paso importante para lograrlo o estas ideas solo pueden aplicarse a espacios AdS? Un paso así sería un avance enorme hacia la gravedad cuántica.

    1. Planck:

      Vuestra observación es bastante buena. Yo conozco a alguien que está metido en el asunto ds/CFT en estos días voy a preguntarle y comento algo al respecto.

      Yo soy un verdadero ignorante de esto, pero intuitivamente pienso que la dificultad de establecer la correspondencia ds/CFT está en la dificultad de embeber el espacio de De-Sitter en teoría de cuerdas, no había tal cosa… hasta hace poco. Uno de los usuarios mas inteligentes de por aquí comentó en twitter que se logró ya una solución tipo ds embebida en SUGRA N=1 dejo el enlace al paper http://arxiv.org/pdf/1507.08264v1.pdf , dicho sea de paso que yo entiendo nada de las técnicas usadas.

      La dificultad de tener un vacío tipo ds en cuerdas para mi era uno de los grandes argumentos concretos en contra de la teoría. Ahora no sé que pensar (Lo digo en el sentido de que SUGRA es la teoría efectiva a baja energía para M-Theory).

      1. Ramiro, no entiendo, la correspondencia dS/CFT ya fue propuesta por Strominger en 2001. El problema del espaciotiempo dS es el mismo que el de la energía oscura, el big rip, es decir, la correspondencia dS/CFT tiene divergencias infrarrojas (que tampoco es un problema tan grave). La teoría de cuerdas no tiene ninguna dificultad en tener un vacío dS (hay propuestas desde mediados de los 1980). La ventaja de AdS/CFT es la integrabilidad (de la que carece la dS/CFT).

        1. «La teoría de cuerdas no tiene ninguna dificultad en tener un vacío dS (hay propuestas desde mediados de los 1980).»

          La TC si tiene graves problemas para «tener» un vacio dS. De hecho es uno de los grandes open problems en TC, encontrar un vacio dS estable o metaestable. Hubo una celebrada propuesta aqui:

          http://arxiv.org/abs/hep-th/0301240

          La llamada propuesta KKLT, pero recientemente un grupo en Paris liderado por Iosif Bena ha demostrado que tal configuracion es inestable y la propuesta no funciona. Por tanto, el problema sigue abierto y es un gran «embarrassment» para la TC.

          1. «Todo dS es inestable. ¿Por qué exigir que sea estable lo que es inestable?»

            Creo que nos referimos a cosas diferentes. Para que la TC tenga un vacio dS, tiene que aparecer como solucion de las «ecuaciones de la teoria». Dichas ecuaciones son, como sabes, muy complicadas, y usualmente se simplifican asumiendo que no hay backreaction de muchos de los objetos presentes en la teoria. Para que una solucion perteneza a la TC, tiene que permanecer tambien cuando la backreaction se toma en cuenta. El analisis del grupo de Iosif Bena muestra que teniendo en cuenta backreaction, la propuesta de KKLT no funciona. por tanto, de momento, no se ha conseguido encontrar el vacio dS en TC. Supergravedad N=1 en cuatro dimensiones tiene dS, pero lo dificil es embeberlo consistentemente, y esto ultimo es importante, en la TC.

          2. Mistol, Joseph Polchinski, «Brane/antibrane dynamics and KKLT stability,» SUSY 2015, https://indico.cern.ch/event/331032/session/5/contribution/245

            Dice Polchinski: «The KKLT construction has been thoroughly vetted, and it seems to me has survived robustly. The de Sitter vacua are still there, as is the landscape.» Aunque obviamente «Virtually all non-supersymmetric string vacua (including de Sitter vacua) are ultimately unstable. We live with metastability all the time (ordinary matter), but it makes things harder.»

          3. El problema no est’a entre la estabilidad o la metaestabilidad. El problema est’a en que la KKLT construction, que embeb’ia un dS metaestable en TC, no es «correcta», es decir, la soluci’on no sobrevive cuando se tiene en cuenta backreaction. Ellos argumentan en el paper que s’i, pero los c’alculos expl’icitos indican que no. Esto al margen de que el dS obtenido sea estable o metaestable lo invalida. De hecho , el programa del grupo de Iosif Bena ha sido bautizado como «Killing the landscape».

            Dicho esto, no hay consenso en la comunidad de Teor’ia de Cuerdas sobre que est’a pasando, pero desde luego decir «The KKLT construction has been thoroughly vetted, and it seems to me has survived robustly. » no me parece honesto, en vista de los resultados expl’icitos (y no basados en argumentos, como los pro-KKLT) que el grupo de Iosif Bena ha obtenido. El grupo de Iosif Bena est’a contradiciendo a gente muy importante, y eso a veces es dif’icil de aceptar en TC, donde la gente se alinea con los que m’as poder tienen en vez de los que m’as pruebas muestran. Esto ha generado varios enfrentamientos entre los distintos grupos involucrados. Si quieres los detalles te los puedo comentar por privado.

  3. Impresiones (algunas las he posteado esta mañana cuando me informaba de lo que basaba, bajo el nick de J, en el blog de Bee):

    1) Es un bluff aparente si no dan detalles de cómo emerge una imagen de los estados cuánticos de la gravedad en el horizonte, donde dicen que «las supertraslaciones salvan el día». Supongo que lo publicarán, pero tengo mis reservas respecto a todo esto.

    2) Soy tremendamente escéptico respecto a que todo lo que dicen sea viable. Por la mañana, como comenté en el blog de Sabine, me pareció entender de lo que se estaba diciendo que Hawking respondía algo así como que lo que proponen vale para cualquier background. Es una afirmación muy fuerte, porque la gente anda desesperada en hallar más dualidades tipo AdS/CFT, pero que tengan más que ver con el Universo real.

    3) Hawking dijo al parecer que vale el esquema en cualquier background cuando le preguntaron por el «asunto de Sitter», pero la simetría BSM no puede valer ahí de forma «normal», ya que un espacio dS es un espacio fuertemente curvado en general (por supuesto, depende del valor del radio de Sitter, i.e., de la constante cosmológica pues $latex R_{dS}^2=3/\Lambda$.

    4) Otra cosa que hacen, bastante oscura, y que a mí no me deja claro cómo lo hacen, es que para evitar la pérdida de información esencialmente lo que hacen es «duplicar» los estados cuánticos. Yo quiero ver eso puesto en ecuaciones, porque me parece algo raro…No hay pérdida de información porque, de alguna forma, asintóticamente por simetría BSM, hay dos originalmente 2 copias (dudo en si esto no viola el principio de no-cloning de la QM y que es uno de los puntos contradictorios de la paradoja de la información, que hasta ahora negaba esa posibilidad por la existencia de un firewall). De dónde se sacan los estados extra (información) si, al parecer, parten de una argumentación clásica o semiclásica basada en consideraciones de geometría no me queda nada, nada claro.

    5) Sobre el asunto de las cargas…Algo evidentemente tienen que hacer para que «de las infinitas cargas» clásicas se seleccionen (¿regla de superselección ad hoc?) aquellas que dan la entropía de BH o generalizadas (tipo Kerr-Newmann, o incluso Kerr-Newmann-deSitter). No creo que sea difícil para un especialista en integrabilidad o en grupos ver si se puede reducir la simetría BSM para dar las cargas clásicas bajo algún argumento inteligente (hay gente de branas que ha trabajado en Kac-Moody o en otras simetrías infinitodimensionales; West con E_11 ha justificado el origen de las cargas de branas y la geometría generalizada bajo diferentes costuras está invadiendo lentamente el sector branístico de cuerdas, aunque aún no se haya cuantizado más que la cuerda o la partícula…).

    Francis, una precisión: dices que el Universo actual es de Sitter, …Bueno, sería más precisto decir casi de Sitter, será de Sitter en el «infinito» o asintóticamente dentro de miles de millones de años…Y no estoy seguro de que el argumento BSM como dicen valga para ese tipo de espacios o configuraciones (el añadido de Sabine posterior, que acabo de leer, parece que pone también eso en «mantillas»).

    Lo que pase entonces en el Universo y su información dependerá de lo que sea la energía oscura (si es constante cosmológica, quintaesencia, cuartesencia, energía fantasma, gas de Chaplygin generalizado,…)…

    En síntesis, yo entiendo que BSM permite violar el no-cloning mecanocuántico añadiendo infinitos pelos a los estados en el horizonte, ¿pero no quedábamos que eso no era posible en las actuales teorías cuánticas? Sí, se ha dicho que la información o el estado está duplicado desde el principio, pero si partimos de una aproximación semiclásica, no veo de dónde evitan saltarse a la torera QM (infinitos pelos cuánticos tengo en mi cabeza pelada ahora¿?)…

    Yo creo que hará falta algo más que el poder mediático de Hawking para que salga algo más serio. No soy especialista en esto no obstante…Hasta el artículo, no juzgaré de forma definita, jeeje…

    Estado de la paradoja de la información de los Agujeros Negros (si alguien quiere añadir algo, porque mis conocimientos son limitados, o corregirme, lo agradeceré):

    1) La información se pierde (QM necesita modificarse para permitir pérdida de información).

    2) La información no se piede. Opciones:

    -Remanente planckiano.
    -Holografía.
    -ER=EPR
    -Condensados, análogos de fluidos.

    3) Firewall. «La paradoja negra contraataca»: ideas incompletas que no aclaran la aparente inconsistencia de la gravedad con la teoría cuántica de campos aplicada a horizontes y geometrías de tipo agujero negro. Alternativas hasta la fecha:

    -No hay horizonte sino un firewall. Al menos una de las hipótesis siguientes via holografía es inconsistente: 1) Localidad de QFT, 2) Unitariedad, 3) Principio de Equivalencia.
    -Fuzzball picture (originada desde cuerdas, branas y escenarios de geometría no conmutativa).
    -No hay horizonte de sucesos sino horizonte aparente y/o algo que lo sustituye.
    -Idea de hoy BSM, no clásica…Amplia asintóticamente la simetría Poincaré a algo más grande. No hay realización cuántica todavía del escenario que plantean.

    Ahora mismo estoy aún convencido que este problema es serio y que lo de hoy no es «la solución»…Aunque puede ser un paso hacia ella… Lo que no me gusta es que de nuevo «duplicamos los entes» (¿sin necesidad?). Llevar la contraria a Occam siempre ha sido divertido en Física de Partículas y ahora en Física de Agujeros Negros (FAN).

    1. Amarashiki, tu sabes mucho más que yo del tema así que poco más puedo añadir. Solo un par de comentarios:
      1º) Mi impresión personal es que muy pocos Físicos piensan que la información es destruida en el agujero negro (el mismo Hawking, con su nueva propuesta, parece admitir claramente que se equivocó). La dualidad ADS/CFT nos indica que el espacio interior clásico ADS del AN es un espacio dual a una teoría cuántica CFT en el horizonte. La información en la teoría CFT evoluciona de forma unitaria por lo que su espacio dual ADS tiene que conservar la información. Tengo entendido que esto es avalado también por Matrix Theory. Lo que se discute es el mecanismo exacto que hace que la información se conserve ya que esto no puede deducirse de las dualidades.
      2º) Tenía entendido que la opción que indicas «remanente planckiano» estaba ya descartada ya que esta produce un enorme número de estados inconsistentes con la fórmula de la entropía de Bekenstein. Además, se producirían efectos descontrolados e inestabilidades debidas a partículas virtuales.
      Por lo demás comparto tu escepticismo y el de Francis aunque deseo profundamente que ambos os equivoquéis. Si Hawkins, Strominger y Perry tienen un marco matemático coherente y completo de como se almacena la información en un AN tendremos una nueva y valiosísima información sobre el funcionamiento de la gravedad cuántica.
      PD: Gracias por resolver con tu comentario la duda que plantee más arriba. Entiendo que opinas que difícilmente se podrá aplicar BSM en nuestro Universo real.

      1. Planck:

        1.- ¿Todos los físicos están convencidos de que no hay pérdida de información?, tienes razón :O que yo sepa sólo Penrose es el único que mira viable la pérdida ¿Alguien conoce a alguien más?

        Deberíamos hacer el ejercicio que cuenta Susskind en «la guerra de los agujeros negros» y hacer una encuesta sobre nuestras preferencias hacia la solución 🙂

          1. Francis:

            Agradezco mucho su comentario. Me disculpo por el mío, como dije yo no estoy tan bien enterado como Usted o algunos por aquí. Voy a indagar más pues al parecer sólo sigo a los que creen que el proceso de la evaporación de un agujero negro es descrito por una matriz S.

      2. Sobre 1) A ver, los físicos son humanos generalmente antropocéntricos y orgullosos, con un ego enooorme. Para muchos de ellos, al parecer aún, el Universo es una cosa que debe ofrecer oportunidades de supervivencia a la vida y la consciencia (argumento antrópico generalizado, que yo algunas veces llamo el argumento biomorfo). La gente que no considera la pérdida de información por disipación creo que vive en un Universo bastante cerrado…No obstante, que la información se conserve no significa que no pueda transformarse…La gente se queda con la cuántica y su conservación de la información porque es conservadora y, porque siendo realistas, el escenerio alternativo es algo tenebroso para el Universo. No obstante, hay trabajos sobre cómo modificar la QM para que admita evoluciones no-unitarias y podemos diseñar experimentos para la hipótesis contraria en el futuro.
        Sobre 1) también, …Eso mismo se dice y yo lo comentaba ayer, que las dualidades sirven para «pensar» que la información se conserva «de alguna forma», pero «desordenada» (los agujeros negros son «scramblers») y podría recuperarse…Matrix theory es una teoría efectiva también, llamarla teoría me parece osado, pero no conozco ninguna formulación de la misma que dé una imagen exacta de cómo se evita la transición puro->mezcla.

        Sobre 2) …Yo también pensaba que el remanente estaba descartado, pero creo que la han rehabilitado Rovelli y cía. con eso de las «estrellas de Planck»…En el fondo si lo piensas es algo pedestre algo más bruto que lo de las supertraslaciones, pero no conozco un argumento serio que permita evitar el remenante. Los mismos argumentos que se usan contra ellos pueden usarse contra el límite de alta energía de un Agujero Negro (hay correcciones cuánticas que no se pueden controlar en ellos también) . De hecho, la Planck star o el remanente planckiano podría ser algún tipo de superfluido o fluido exótico…Digo fluido cuando a lo mejor deberíamos llamarlo de otra forma, como un «gas» o «estado de la materia» superdenso, un supermaterial (¿tal vez un «cristal espaciotiempo») . Lo que está claro, es que un agujero negro clásico no es negro, radia y es algún tipo de «substancia» hecha de «átomos de espacio y tiempo» cuyos microestados obedecen asintóticamente las leyes de la Termodinámica de Agujeros Negros (TAN) que se descubrieron en el s.XX.

        Sobre tu P.S. Tal como lo entiendo, y no soy experto como esos tipos de la conferencia, la simetría BSM solamente opera en regiones asintóticamente planas. Eso me dejó pensando ayer mucho, más cuando Bee me comentó que el propio Hawking había respondido a que la idea que planteaban para resolver la paradoja de la información era válidas «en cualquier background». Yo ahí protestaría…El Universo es curvo, aunque ciertamente, increiblemente plano a grandes distancias que sepanos con una pequeñísima constante cosmológica…Si BSM o algo similar sirve en espaciotiempos curvos es algo que al menos, me hace ser sumamente suspicaz…No tomes esto como un argumento «cerrado», porque yo mismo he juzgado sobre esto a la luz de lo que me han dicho se dijo en el turno de preguntas y respuestas.

    2. Amarashiki:

      Primero algunas tonterías: (Usted perdone)

      Algo que me desconcierta y que probablemente es falto de sentido pensar en ello es sobre las posturas de Susskind y ´t Hoft.

      Ellos fueron fundamentales en el primer planteamiento de la paradoja (me refiero a antes del Firewall), para ser sincero no sé siquiera si ´t Hoft tenga una postura sobre el la paradoja AMPSS en este momento, que yo sepa no y me resulta extraño, todo lo que recuerdo últimamente de él es sobre sus ideas de interpretar de otras formas la cuántica, que si una teoría clásica que permite disipación o ese artículo sobre la interpretación con autómatas celulares. En caso de Susskind es complicado pues hoy en día es un actor principal pero a mi me asombra que hable tan poco de cuerdas (cuando es padre y experto) siendo que si strings es la respuesta debería poder resolver el enredo. Pienso que tal vez él intuye que aunque la pregunta fundamental es el origen de la entropía de BH y que aunque cuerdas posiblemente contenga los grados de libertad fundamentales del agujero negro la pregunta es todavía muy difícil. Intuyo que el piensa que no es necesario identificar los grados de libertad asociados a la entropía de BH para resolver la paradoja, tal vez hace falta mucho menos. Claro que una vez identificado el principio guía ST debería poder decir algo al respecto, por ejemplo: si la gravedad es en verdad algo que emerge de la complejidad computacional del agujero negro (repito independientemente del origen de la complejidad) ¿qué tiene que decir cuerdas sobre eso en particular? ¿Y sobre ER=EPR? etc.

      Se que el comentario es absurdo pero siempre es interesante ver que dicen los famosos. Usted está una infinidad mejor enterado que yo y su intuición dice mucho más que la mía ¿Que piensa?, ¿Es absolutamente necesario identificar los grados de libertad del BH para resolver la paradoja?

      -Firewall. “La paradoja negra contraataca” jajajajajajajajajajajajajajajajaj

      Ahora en serio:

      -«Lo que pase entonces en el Universo y su información dependerá de lo que sea la energía oscura (si es constante cosmológica, quintaesencia, cuartesencia, energía fantasma, gas de Chaplygin generalizado,…)»

      ¿Podría hacer algún comentario sobre esa misteriosa frase? me interesó mucho.

      1. Black Hole Wars (los episodios hasta ahora):

        Hace mucho, mucho tiempo (40 años), en un lejano Universo Clásico y Cuántico paralelo:
        La Guerra de los Agujeros Negros
        Episodio 1. «La pérdida de la información fantasma».
        Episodio 2. «Las guerras negras»
        Episodio 3. «La venganza de los stringers (o de Maldacena, después): p-branas negras y dualidades»
        Episodio 4. «Una nueva esperanza: la correspondencia AdS/CFT»
        Episodio 5. «La paradoja negra contraataca: los firewalls»
        Episodio 6. «El retorno del Hawking: las supertraslaciones»

        (Próximamente????…Episodio 7. «El despertar de la Gravedad Cuántica (Fuerza?)» ???? I hope…I have a New Hope…)

        1) Hay gente que piensa que no es necesario efectivamente saber los detalles de la teoría cuántica de la gravedad para resolver la paradoja de la información. En especial porque, si tu credo es holográfico, basta con que tengas una teoría cuántica bien definida en el horizonte de sucesos para describir el interior del agujero negro. No obstante, uno protestaría ahí porque uno quiere saber lo que pasa en el interior…A pesar de que al parecer, debido al principio holográfico, podemos saber todo lo que ocurre en el interior de un sistema con gravedad debido a su equivalencia con un sistema sin gravedad definido sobre su frontera. Ahora bien, también uno querría desholografiar la teoría cuántica, y, si uno fuera capaz de describir una QFT en cualquier horizonte, tratar de ver cuáles son los grados de libertad gravitacionales cuánticos que producen dicha teoría…Yo al menos lo veo así…Lo de ayer es solamente un brindis algo conformista porque «explica» que con cierta simetría puedes conservar la información duplicando el estado inicial (yo sigo sin entender esto por mucho que Bee me diga que no hay pérdida de información porque hay 2 veces el estado inicial; ¿tenemos copiar el estado inicial? Insisto, lo mismo es que esto no lo entiendo bien (lo cual es muy posible)…

        2) El problema creo es que al final, la propia teoría de cuerdas o incluso M-theory puede que sean descripciones efectivas de otra cosa que no hemos inventado. ER=EPR es algo que he leido siempre MUY por encima…Me mola más mirar cosas del tipo Closed-Timelike-Curves, XD…ER=EPR parece sugerir que un BH puede resultar secretamente algún tipo de «trapped» flux multidimensional o con «patches» multiplemente conexos, pero vamos…No sé lo suficiente como para decir si esa idea es «suficientemente seria» (supongo que lo es porque Susskind nunca ha sido «crackpot», sí geek y brainy)…

        La pregunta del millón: ¿es necesario saber los detalles de la teoría de gravedad cuántica en el interior de un AN para resolver la paradoja de la información? En el fondo, tal y como están las cosas, es un problema de ¿cree Vd. en holografía y en QM en su formulación sin pérdida de información actual? Si crees en holografía, al menos en holografía «rígida» (digamos que sea aquella que da la expresión de BH S=A/4) no hay mucho donde pescar…Y QM + QFT en el horizonte debería bastar para resolver la paradoja. No obstante, hemos visto que no es en el fondo tan sencillo ver qué pasa con los estados cuánticos in-going y out-going… Si piensas que holografía sufre correcciones y es una teoría efectiva…Digamos que S=A/4+ F(A), donde F(A) es algún tipo de función, es posible, y digo posible ojo, que QM/QFT y no sólo gravedad sufran modificaciones IR (a grandes distancias), en particular, por qué no, en un horizonte. No obstante, y a pesar de trabajos sobre NC geometry, GUP y similares, digamos que «la maquinaria» de QM permanece muchas veces «intocada» y sólo es ligeramente modificada…Permitir la pérdida de la información o disipación es algo delicado… Radical para el físico conservador …
        Aunque hay locos que se mueven en el «quiero y no puedo» de la frontera «radicalidad/conservadurismo» (Hawking es uno de ellos, sólo con analizar por qué apuesta como apuesta da una idea de esta tibia frontera).

        Sobre: -“Lo que pase entonces en el Universo y su información dependerá de lo que sea la energía oscura (si es constante cosmológica, quintaesencia, cuartesencia, energía fantasma, gas de Chaplygin generalizado,…)”

        Bueno, te responderé con una pregunta, si la información se conserva, entre aeones de tiempo, es evidente que este Universo lo mismo surgió de otro anterior, a la Penrose,…Pero, si la información se pierde…Y la energía oscura tipo energía fantasma destroza el Universo dentro de muchos miles de millones de años, el Universo no volverá a un start up…No al menos sin entender cómo se autoorganiza su información… Seré más claro, espero y deseo: «El destino final del Universo depende de su información actual y de lo que son y cómo evolucionan sus diferentes estados y campos cuánticos. No creo que sea lo mismo si la energía oscura es un campo fantasma, una quintaesencia, …o vete a saber qué». No obstante, dada mi ignorancia sobre la energía oscura, no es bueno que hable de ella demasiado…Hasta que sepamos algo más de ella.

        1. Comentario:

          «Desholografiar» me ha quedado algo feo, tal vez el nombre más común sea dualizar, o más arcaicamente, oxidar dimensionalmente la teoría para obtener la gravedad. Es justtamente lo opuesto de la reducción dimensional «a la Kaluza-Klein».

          Reducción dimensional: Teoría de Gravedad en D-dimensiones-> Teoría de gravedad en menos dimensiones + YM extra fields (y posiblemente matter fields)

          Oxidación dimensional: Teoría en lower dimensions+fields-> Teoría Más simple y menos interacciones en Higher dimensions (normalmente se pensaba que la (super)gravedad hiperdimensional era el top de este enfoque).

          Comparad ahora con holografía: Teoría con Gravedad en D dimensiones-> Teoría de campos en la frontera SIN gravedad en D-1 dimensiones (o en la frontera de la variedad D-dimensional).

          Antes de la holografía, se pensaba que la dimensionalidad aparente era siempre MENOR que la dimensionalidad efectiva. Lo que parece estar indicando la gravedad es que la dimensionalidad espaciotiempo es una propiedad de la gravedad, y cuando quitas la gravedad, puedes definir una teoría equivalente sólo con campos «asintóticamente» en la frontera…

          Más de una vez he pensado, si unos extraterrestres avanzados existieran en este Universo, que fueran capaces de describir éste con una teoría de campos en la frontera de nuestro espacio-tiempo (dinámico), ¿cómo podrían los ET describir un Universo casi dS a nivel local desde extremo del Universo, sin métrica alguna, que reprodujera GR y la gravedad newtoniana a nivel local, entre otras muchas cosas? ¿Cómo se puede describir lo que pasa dentro de una esfera gravitante y que se expande sólo con información de «campos» en la frontera?

  4. Es bueno decir que todas estas ideas pertenecen al campo de la metafísica matemática, no son ciencia pues no es aplicable el método científico.

    1. Rene, cuidado, no te equivoques, la radiación de Hawking se puede estudiar en laboratorio (hay muchos intentos y todavía no se ha logrado, por ello, aún no ha recibido el Premio Nobel). Por supuesto, con análogos físicos a los agujeros negros astrofísicos, pero es lo mismo que hacemos cuando estudiamos el interior de la Tierra o de Júpiter en laboratorio.

      Llamar metafísica a la matemáticas, por que sí, no es correcto (en filosofía de la ciencia). Llamar metafísica a la física teórica que realiza predicciones que se están buscando en laboratorio tampoco es correcto (en ciencia).

      Cuidado con hablar por hablar.

      1. La radiación de Hawking es un tipo de radiación producida en el horizonte de sucesos, por lo que se no tenemos laboratorios para estudiarla. La matemáticas es una ciencia pero quererla aplicar a la física sin posibilidad de comprobación reales o se queda solo en matemática o es metafísica.

          1. Esa no es radiación de Hawking, es una analogía, no existe una singularidad que genere el horizonte de sucesos.

          2. Rene, ¿qué tiene que ver la singularidad con la radiación de Hawking? Hawking (1974) calculó la radiación usando física más allá del horizonte, sin usar para nada la física dentro del horizonte, que no influye absolutamente nada.

  5. Hola. Curioso lo de Teitelboim…Los agujeros BTZ siempre fueron interesantes…Además, Zanelli y sus cosas son algo que pretendo explicar en mi blog en algún momento del futuro… ¿Sigue Zanelli trabajando en CS SUGRA y SUSY exótica?

  6. La radiación de Hawking es un tipo de radiación producida en el horizonte de sucesos de un agujero negro, al hablar de agujero negro implica una singularidad. Por lo que tengo entendido es imposible de demostrar físicamente, solo matemáticamente , hasta el momento no podemos hablar de física sobre esto.

    1. Lo único que saben los científicos sobre los AN es que… no saben absolutamente nada. Habla con un físico para que te explique lo que es y veras que solo es ciencia especulativa (Bueno, sí, saben algunas cosas pero son mas las cosas que desconocen. Por eso es tan fascinante tomar el camino de la ciencia aunque a veces sea tan desconcertante) . Con esto no quiero negar la existencia de científicos serios que todavía mantienen cierto grado de rigor en sus investigaciones, para los cuales la búsqueda de la verdad es su fin ultimo . Pero me he dado cuenta hace tiempo que que en estos campos del saber humano son muchos los que buscan mas la fama que el buen nombre (o si les gusta podéis llamarlo prestigio) y que hay muchos mas que aman el poder que les da la autoridad. Bah, nada nuevo sobre el comportamiento humano ¿No?.
      Con respecto al articulo, me tomare un tiempo para leerlo. Creo que contiene material interesante, enhorabuena.

      P.D. : Perdonad mis correctores las faltas ortográficas, pero no tengo la costumbre de copiar y pegar desde Word mis comentarios. Que la vida os sea leve.

  7. Rena, tu opinion sobre que si esto es «solamente» metafísica, «solo» matemáticas o ninguna de las anteriores, es una discusión AGOTADA, ya hecha y repetida innumerables veces en Internet; no veo cuál es tu aporte trayéndola aquí, excepto poder decir: que me vienen a enseñar a mí estos tíos que se dicen científicos joer!…

  8. Tanto el problema de la ENTROPIA DE LOS AGUJEROS NEGROS.
    LA PARAGOJA DE LA INFORMACION.
    CUAL ES HOY EL ESTADO DE LA CUESTION,TENEMOS O NO QUE ES LA PRIMERA PIEDRA DE UNA » TEORIA CUANTICA DE LA GRAVEDAD».
    CUAL ES LA LINEA MAS PROMETEDORA.!!
    GRACIAS F. VILLATORO, ERES UN GENIAL DIVULGADOR CIENTIFICO.
    TE SIGO REGULARMENTE.
    EN TU BLOG Y EN COFFE BREEK.!!
    SIGUE CON ESA INGENTE Y MARAVILLOSA LABOR.!!
    ¡¡ VIVA LA CIENCIA.!!

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