He participado en el episodio 5 del podcast en directo Enciérrate con la Ciencia [Podcastidae, Spreaker, iVoox]. Una iniciativa de Sara Robisco @SaraRC83 apoyada desde @Podcastidae por Juan María Arenas @jmarenas_eco, y Enoch Martínez, habiendo intervenido en este programa Emilio Rey (CLT) @EmilioRey, Sandra Medrano García @CienciaCine, Patricia Sánchez @Itap27, Hugo Quintela (químico orgánico) @covalmentes, y un servidor. Te recomiendo escuchar el episodio 6 del podcast, en el que yo no he participado [Podcastidae, Spreaker, iVoox].
“El coronavirus está obligándonos a estar en nuestras casas, así que unos cuantos científicos y divulgadores científicos hemos pensado en crear algunos Podcast en directo para hablar de ciencia, responder dudas, debatir y todo aquello que nos haga pasar un rato entretenido, a los que estamos tanto detrás como delante del micro. Durante el directo del programa los oyentes pueden hacer preguntas e intervenir usando la etiqueta (hashtag) #EncierrateConLaCiencia”.
Luís @golfitertui pregunta: «¿Qué diferencia hay entre GRBs y FRBs? ¿Qué longitud de onda tienen? ¿Qué intensidad se supone que tienen en su origen y qué intensidad cuando las recibimos?» Contesto que un brote de rayos gamma (GRB) y una ráfaga rápida de radio (FRB) se diferencia en el rango de frecuencias de la señal observada, es decir, en el instrumento que la observa. Conocemos las fuentes de los GRB, que dependen de su energía, pero no conocemos bien las de los FRB. El instrumento CHIME (Canadá) debería ayudarnos a entender este fenómeno físico.
Antonio Rodriguez Ga en Spreaker.com pregunta: «Pero ha de tener temperatura, ¿el movimiento de las cuerdas en el bulk podría servir como explicación de la temperatura aunque en el espaciotiempo abierto esté vacío? Miguel Alcubierre en una entrevista con Javier Santaolalla comentó que con el [motor] warp (y con su energía con presión opuesta) sí podría salir del horizonte de sucesos si no estuviera muy adentro… Lo que hace dudar más que sea posible». Contesto asumiendo que se refiere a la explicación de la entropía de los agujeros negros ofrecida por la teoría de cuerdas. Así hablamos de agujeros negros, agujeros de gusano, motores warp y otras cuestiones similares.
Daniel ReMaAl en Spreaker.com pregunta: «Sabemos qué ocurre justo en el momento en el que se genera un agujero negro; es decir, en el momento de transición de materia ordinaria a agujero negro. Y también: ¿cuán rápido es el proceso?» Trato de contestar a esta pregunta. Por lo que parece, para una estrella masiva (más de 20 masas solares) que de lugar a un agujero negro de masa estelar (más de 3 masas solares) el proceso de colapso es muy rápido, tarda menos de un segundo (el Sol tiene un diámetro de 4.3 segundos-luz).
Silverine McSilver en Spreaker.com pregunta: «¿Se sabe con exactitud la composición geológica de Marte? He leído por ahí que hay zonas extensas de olivinos, que también es común en la Tierra. Se espera que la composición difiera mucho de la de la Tierra o se sabe ya cuáles son los principales componentes en Marte». Ninguno es geólogo, así que contestamos con ciertas dudas, que creemos que se conoce bien la composición.
Castañeda @PerezCastaneda4 pregunta: «¿Que opinais sobre las Energias Renovables en España? ¿Creeis que se necesitan mas medidas para apoyarlas? De ser asi, ¿qué propondríais? ¿Y que opinais sobre la Energia Nuclear? ¿La eliminariais por completo?» Esta pregunta nos da mucho juego; empieza contestando Enoch y acabamos hablando todos, cada uno con sus ideas y sus conocimientos.
Geoxarli en Spreaker.com pregunta: «¿Cómo está la investigación en fusión nuclear? Yo creo que será el futuro por encima de las renovables». Contesto a dicha pregunta con un resumen del plan actual para el ITER, DEMO e IFMIF-DONES. Como muy pronto, se empezarán a construir reactores comerciales a partir de 2060 (si todo va bien hasta entonces).
Preguntan por audio, «¿hay alguna manera de observar el coronaviru? ¿Emiten algún tipo de radiación de manera natural?» Contestan Sandra y Patricia que no, no es posible hacerlo. Yo menciono el artículo Dirk Spitzer, Kurt E. J. Dittmar, …, Dagmar Wirth, «Green Fluorescent Protein-Tagged Retroviral Envelope Protein for Analysis of Virus-Cell Interactions,» Journal of Virology 77: 6070 (2003), doi: https://doi.org/10.1128/JVI.77.10.6070-6075.2003.
Hugo retoma el tema de si los virus están vivos o no lo están; hablamos de viroides, priones, virus, y nos enfrascamos en una discusión más filosófica que biológica.
Sandra nos habla de grupos sanguíneos y nos sorprende con que el 45% de los caucásicos de Europa tenemos el grupo 0 (cero).
Y finalizamos por hoy.
Gran podcast Francis:
-Evidentemente la pregunta sobre «materia exótica remplazando la singularidad de un agujero negro» fue ambigua y difícil de comprender; me ha gustado (como siempre) la manera en que ha respondido Francis, pero ha parecido que el escucha estaba preguntando sobre alguna manera de regularizar la singularidad añadiendo estructura a esta. Tal vez algo en la línea de «estrellas de Planck» https://francis.naukas.com/2014/01/28/y-si-hubiera-una-estrella-de-planck-dentro-de-cada-agujero-negro/ . Aunque estas últimas fueron especuladas para eliminar otro tipo de singularidades (de tipo muro de fuego).
Si este es el caso, me permito comentar que toda esta clase de ideas es muy especulativa y los ejemplos donde funcionan y son útiles son nulos. Sin embargo, en teoría de cuerdas hay ejemplos de singularidades (de tipo espacio) que no indican inconsistencias en la teoría, que son dinámicas, con efectos físicos importantes y que pueden ser resueltas https://motls.blogspot.com/2008/03/singularities-and-stringy-geometry.html
También algunos enlaces divulgativos sobre el estatus de las singularidades de agujero negro en algunos fondos de la teoría de cuerdas y como (hablando en contexto general) no es suficiente «regularizar» la singularidad para resolver la paradoja de la información (y otras paradojas asociadas) https://motls.blogspot.com/2017/05/how-tim-maudlin-solved-information-loss.html https://motls.blogspot.com/2008/12/black-hole-singularities-in-adscft.html
-Me gustaría recomendar ampliamente los textos «Conceptual Analysis of Black Hole Entropy in String Theory» https://arxiv.org/abs/1904.03232 y «Emergence and Correspondence for String Theory Black Holes» https://arxiv.org/abs/1904.03234 . Ambos discuten de manera puramente conceptual (en mucho detalle y explicando tecnisismos) la física cuántica de los agujeros negros en la teoría de cuerdas. Lecturas realmente maravillosas para los apasionados de estos temas.
Saludos.
Gracias, Ramiro.
Gracias a Usted por su extraordinaria labor, Francis.
Siempre lo digo: Es inspirador escuchar a un verdadero científico contando estas cosas con tanta sencillez, claridad y rematada objetividad. Ciertamente no conozco a nadie más en esta categoría, somos afortunados de tenerle.
Hola Ramiro, muy interesante tu comentario como siempre. Creo que el tema de la paradoja de la información en AN puede ser clave para tratar de comprender ciertos aspectos fundamentales sobre la naturaleza de los agujeros negros y del propio espacio-tiempo. A primera vista el número de candidatos a solucionar la paradoja parece excesivo: remanentes, complementariedad, firewalls, fuzzballs, white-holes, fenómenos no locales, ER=EPR, soft particles… aunque seguramente algunas de ellas son demasiado especulativas y no resuelven el problema de forma convincente. Es posible que alguno de nuestros principios fundamentales de la RG o de la MC deje de ser válido cerca del horizonte del AN o que existan nuevos fenómenos físicos (efectos no perturbativos de gravedad cuántica) que invaliden nuestra descripción semiclásica. Parece que hay indicios de que algo «gordo» pasa cerca del horizonte y que un observador no puede atravesarlo sin sentir nada, algunos incluso indican que el interior no existe. El problema es que para un AN suficientemente grande el horizonte tendría una curvatura casi despreciable… ¿de donde salen los efectos de gravedad cuántica? Es posible que efectos no-locales (entrelazamiento, ER=EPR, etc) tengan un papel clave en la solución de la paradoja lo cual nos daría una imagen de nuestro Universo casi de ciencia ficción. También pueden ser claves ciertos aspectos de AdS/CFT, algunos trabajos indican que la gravedad semiclásica que puede ser válida en el interior no es dual a 1 sola CFT sino a un conjunto de CFTs unitarias, ¿como debemos interpretar esto?
Sea cual sea la solución creo que esta cambiará para siempre nuestra forma de concebir nuestro Universo y el propio espacio-tiempo (quizás sobre todo nuestra concepción del tiempo). Algo «muy gordo» y «extraño» sucede entorno a esos objetos que llamamos agujeros negros… ¿Podrá la Física y las Matemáticas descubrirlo?
Gracias por sus palabras y por compartir su entusiasmo estimado Planck.
Sólo soy un humilde entusiasta de estas cosas, pero me permito hacer algunos comentarios sobre el estado del arte de la paradoja de la información en base a lo que creo, es el consenso.
1) Creo que se puede afirmar que el consenso es que la idea de complementareidad resuelve la paradoja. El espacio de Hilbert de una teoría en un fondo con horizontes no factoriza como (Interior) ⊗ (Exterior); tal descomposición es válida solo a nivel semi-clásico, la dramática consecuencia es que el interior no es un sistema independiente del exterior. Tan es así que incluso se pueden crear objetos (localizados) en el interior con el uso de operadores en el exterior https://motls.blogspot.com/2017/08/how-to-create-objects-inside-black.html
2)La idea de complementareidad se ha formulado de manera precisa en el contexto de AdS/CFT https://www.youtube.com/watch?v=dMnWkYVAFHA https://arxiv.org/abs/1211.6767
3) No existe tal cosa como la paradoja AMPSS (firewall/cortafuegos). El error del razonamiento AMPSS es suponer que el interior del agujero negro (de edad superior a su tiempo de Page) es un sistema independiente de su radiación lejana. ER=EPR ante todo identifica la radiación lejana con el propio interior. De manera que sus conclusiones no son necesariamente correctas y no es necesario invalidar ni el principio de equivalencia (dando estructura al horizonte), ni la linealidad de la mecánica cuántica ni introducir correcciones de orden uno a esta cerca del horizonte.
Más información: https://motls.blogspot.com/2013/10/raju-papadodimas-isolate-reasons-why.html
4) ¿Es el interior dramáticamente modificado por la física de la gravedad cuántica(teoría de cuerdas)? Esta es una pregunta enormemente intrigante, la respuesta corta es que no lo sabemos. La importancia de las soluciones tipo fuzzball para resolver la paradoja no es clara y recientemente se han criticado las ideas de Mathur https://motls.blogspot.com/2018/04/fuzzball-civil-war-in-india.html https://www.youtube.com/watch?v=VK14gZ27-6E ¿Qué mensaje nos envía la teoría de cuerdas con la existencia de dichas parametrizaciones «sin horizonte» de la entropía de un agujero negro? Una pregunta grande, sin duda.
5) El progreso en este campo es gigantesco y muy ramificado. Quisiera tal vez destacar algunos desarrollos que han clarificado conceptos importantes como «la dependencia de estado», la equivalencia entre esquemas de renormalización en el bulk y la interpretación física del truco de réplica en CFTs https://motls.blogspot.com/2019/06/penington-vs-information-loss.html
Saludos estimado Planck, aprovecho para desearle lo mejor a usted y a su familia.
Ramiro, muchas gracias por tu estupendo resumen sobre el status de este apasionante tema. Reconozco que hace un tiempo que no leo en profundidad sobre este asunto aunque he leido por encima algún paper reciente. Algunas cuestiones sobre los puntos que resaltas:
1) Conocía que el consenso era que el candidato más prometedor para resolver la paradoja era el concepto de complementariedad pero no era consciente de que se haya dado la paradoja por resuelta. Entiendo entonces que la información escapa en las correlaciones entre los modos pasados y futuros de la radiación de Hawking y que estas correlaciones (muy pequeñas) son suficientes para restaurar la unitariedad? ¿No es la idea ER=EPR aún demasiado especulativa para sistemas cuánticos?
Por otro lado hay papers recientes (por ejemplo: https://arxiv.org/abs/1911.06305) que sugieren que para resolver la paradoja debe haber nuevos fenómenos físicos ya en el horizonte (firewall, etc) y que debemos abandonar alguno de los principios fundamentales, estos papers parecen quizás menos sólidos que en el caso de la complementariedad pero parecen indicar que hay todavía controversia sobre este tema.
4) Está claro que la teoría de cuerdas tiene mucho que decir sobre el asunto. Parece que como dices los Fuzzball tienen problemas sin resolver. Para los que quieran saber algo sobre esto recomiendo ver esta sencilla presentación: http://www.phys.virginia.edu/Files/fetch.asp?EXT=Seminars:3100:SlideShow
En ella Mathur también explica como, en teoría, el interior del Fuzzball «no existe» y toda la física se produce en el «horizonte».
De nuevo muchas gracias por tu detallada y argumentada respuesta. Recibe un afectuoso saludo para ti y los tuyos.
Querido Planck:
Siempre es un enorme placer intercambiar comentarios contigo.
1) La paradoja de la información «está resuelta» en el sentido de que el proceso de formación y evaporación de un agujero negro (por ejemplo en AdS5 x S^5) se puede estudiar por completo con una teoría dual que es unitaria (N=4, d=4 U(N) – SYM). Luego no hay pérdida de información.
El punto es que esto no es completamente satisfactorio pues en AdS/CFT sólo la CFT está bien definida. En este punto no tenemos una teoría concreta de lo que es el «bulk» y sus grados de libertad, sólo entendemos la aproximación semi-clásica (N=8, d=5 SUGRA) y ciertos sectores protegidos por el enorme monto de supersimetría. No podemos definir lo que es el espaciotiempo, o como emerge, ni como se comporta a la escala de Planck y eso (entre muchas cosas) nos prohíbe entender cosas como los mecanismos físicos precisos por los cuales los agujeros negros expelen información o realizar ER=EPR y los efectos físicos no locales necesarios para «resolver la paradoja de la información» en las variables que hacen manifiesta la unitareidad. AdS/CFT carece de una definición del lado de AdS.
Aclaración: Entiendo que aún hay controversia y esto es justificado. En tanto no haya una solución como la que detallé, en principio los problemas siguen allí. Sólo me limité a ofrecer una modesta apreciación (de entusiasta) de cual me parece que es la visión «ortodoxa» del estatus del problema. Por supuesto, puedo estar equivocado.
Gracias Planck. Ya veremos que sorpresas nos depara el futuro.
¿Que es el bulk? ¿Como emerge el espacio-tiempo? Esa es la pregunta clave, el «santo grial» de la física fundamental. Sin duda, la respuesta no es fácil de encontrar, lo increíble es que, probablemente, está al alcance de la Física-Matemática. Muchas gracias Ramiro. Un saludo.
Exactamente. Esa es la pregunta del millón:¿Qué es el bulk?
Solo quería llamar la atención sobre el problema de las renovables en cuanto a que no son constantes.
Hay ya varios casos dónde sea ha utilizado un respaldo por baterías que ha funcionado muy bien, pues puede estar activo más rápidamente que un generador de gasoil.
Pero para mi la clave es la posibilidad que tuviéramos packs de baterías en casa, como la powerwall de Tesla.
Esto resolvería muuuchos problemas, desaparecerían las horas pico y valles , las sobrecargas del sistema, los cortes de luz (los de corta duración). Y el coste no sería excesivo pues lo podrían financiar las propias productoras de electricidad, como lo hacen las empresas de gas con la calefacción.
Las baterías consumen de forma constante con un suministro bajo ej 2 kw o menos y podrían soportar picos de consumo de hasta 7 kw .Tengo entendido que el powerwall retiene electricidad como para una casa dos días de consumo normal.
También serían la solución para reciclar baterías de coches eléctricos que ya no so válidas para movilidad pero si en uso estático.
No sé si hay estudios pero la filosofía está clara, las baterías mejor en la propia casa. En construcción nueva el valor de las baterías no sería un agravante.
Jo, qué gran intervención , Francis, en temas de física (bueno, y en general, da gusto cuando estás en tertulias); genial.
Cuando entrando en temas filosóficos han comentado un par de contertulios que les gustaba pensar en seres vivos como todo aquel «ente» que de alguna forma «luchaba» por sobrevivir, por perdurar, he pensado…ahora Francis les pone un par de ejemplos de procesos, ya informáticos, ya físicos, que cumplen estas característica y que a todas luces, posiblemente, ya no les guste ver como seres vivos y les quita la ilusión…pero no ha ocurrido, solo en mi cabeza.