El espacio está lleno de estructuras, formaciones y procesos que la humanidad apenas está logrando comprender. Un gran logro de su parte, fue justamente poder explicar y definir a los hoyos negros, uno de los habitantes del cosmos más extraños y a la vez más simples de clasificar. Ahora, décadas atrás, el surgimiento de la ‘paradoja de la información’ de los agujeros negros, ha hecho a la ciencia dudar sobre qué tanto conocemos de ellos.
De hecho, actualmente aún no existe una respuesta clara a la paradoja. Pero eso no implica que no se la esté buscando. Un ejemplo de ello son los investigadores Qingyu Gan, Peng Wang, Houwen Wu y Haitang Yang. En conjunto, han llevado su estudio como una preimpresión a ArXiv, de forma que se pueda dar a conocer su propuesta para poder entender a los agujeros negros desde todo un nuevo nivel.
Sobre la ‘paradoja de la información’ y los agujeros negros
En un principio, el físico Albert Einstein planteó dentro de su teoría de la relatividad general que los agujeros negros pueden ser muy simples. Debido a que ellos están “vacíos” y ni la luz puede escapar a ellos, solo hay tres medidas que se necesitan para tener en cuenta a la hora de caracterizar un agujero negro.
En resumen, según la teoría de Einstein solo sería necesario conocer la masa, la carga y el giro de los agujeros negros para poder conocer todo de ellos. Eso apoyado en el hecho de que, sin importar qué “consuma” el hoyo negro –ya sea gas, luz, otras estrellas, etc…– su composición interna no variará, ya que seguirá siendo solo un vacío negro.
Sin embargo, dicha idea se enfrentó por primera vez a la ‘paradoja de la información’ cuando el astrofísico Stephen Hawking sumó su percepción y entendimiento de los agujeros negros. En ese comento se comprendió que no eran elementos totalmente oscuros y que, rítmicamente, los hoyos negros liberaban chorros de plasma y radiación.
No obstante, con las emisiones no se iba ninguna información extra de los objetos que antes fueron absorbidos. Por lo que, hasta el que el agujero desaparece, dichos datos no se “drenan” por ningún lado. Lo que lleva a la pregunta: cuando el agujero negro desaparece, ¿a dónde va la información que absorbió?
Una foto que podría cambiarlo todo
Como ya lo mencionamos, la ‘paradoja de la información’ de los agujeros negros aún no tiene una solución. Hasta la fecha, se han planteado posibles caminos a seguir, como ahondar en la teoría de la relatividad y profundizar los conocimientos, o comenzar a buscar nuevas perspectiva con la física cuántica.
Lastimosamente, ninguna de las hipótesis se ha podido probar debido a las escasas herramientas que tenemos para observar realmente los agujeros negros. Por lo general, cuando tenemos información de ellos es debido a las interacciones gravitacionales que tienen con objetos a su alrededor o cuando absorben gases, polvo espacial u otros elementos.
Ahora, la fotografía real de un agujero negro que ha obtenido el Event Horizon Telescope (EHT) en el 2019 podría cambiar las cosas. Por primera vez en la historia, hemos descubierto una herramienta con la que realmente obtener imágenes directas de los hoyos negros y no solo representaciones basadas en el contorno que dibujan los elementos a su alrededor.
¿El secreto está en la luz?
Específicamente… en las esferas de fotones. La nueva propuesta que se presentó en ArXiv declara que con tecnologías como las de EHT se podrían estudiar los anillos de plasma sobrecalentado que rodean a los agujeros negros.
Según lo planteado, en una pequeña área limítrofe entre el “vacío” del agujero negro y su cresta de luz se concentra suficiente gravedad como para que la propia luz orbite alrededor del hoyo negro. Claramente, ello no es un estado permanente. Pero, mientras se encuentra allí, se conoce a la luz como “esfera de fotones”.
De acuerdo a los investigadores, el estudiar con más detalle a las esferas de fotones podría darnos más herramientas para responder la ‘paradoja de la información’ de los agujeros negros. En algunas teorías, cuando las esferas de fotones finalmente se liberan crean un mínimo halo de luz alrededor del agujero negro; en otras, la capa lumínica es mucho mayor en tamaño y valor informativo sobre el hoyo negro.
Por los momentos, ni siquiera del EHT tiene la capacidad de captar las esferas de fotones ni sus anillos. Pero, los investigadores plantean que, de tener dicha tecnología, podríamos estar un paso más cerca de entender cómo drenan o manejan los agujeros negros la información que recaudan cuando absorben elementos externos.
Referencia:
Photon Ring and Observational Appearance of a Hairy Black Hole: https://arxiv.org/abs/2105.11770v2